PA610/PC合金的制备与表征

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尼龙610(PA610)和聚碳酸酯(PC)都是性能优良的工程塑料,但是PA610的韧性差和PC的不易成型加工限制了它们各自的广泛应用,而PA610的耐磨、自润滑及成型加工容易的优点和PC的韧性优良、耐热性好的特点正好可以互补,二者共混合金的制备,达到了扬长避短,提高二者的综合性能的目的。因此本文采用三种不同的增容剂制备了一系列PA610/PC合金,并对力学性能较好的PA610/SEBS-g-MA(E)/PC合金做了比较系统的表征。主要研究结果如下:1.分别采用环氧树脂(E)和EMG作为增容剂,制备了PA610/E/PC及PA610/EMG/PC合金。力学性能研究发现,当环氧树脂含量为2%(PA610/PC为75/25)时合金的冲击强度比不加增容剂时提高了81.4%,而拉伸强度保持率为96.2%。在PA610/EMG/PC合金体系中,随着增容剂含量的增加合金韧性逐步增加,为了提高界面强度又在EMG含量为9%的体系(PA610/PC为75/25)中加入环氧(2%)来协同增容,合金的冲击强度比原合金提高了142.0%,断裂伸长率比原合金提高了236.2%,拉伸强度保持率为92.3%。采用SEBS-g-MA和环氧树脂来共同增容合金,制备了冲击性能优异的PA610/SEBS-g-MA(E)/PC合金。在SEBS-g-MA/E含量为9/2(PA610/PC为75/25)时,合金的冲击强度比不加任何相容剂时提高了281.4%,断裂伸长率比不加任何相容剂时提高了346.0%,拉伸强度保持率为91.9%。2.研究了PA610/E/PC合金的熔融与结晶行为,发现尼龙610的结晶温度明显提高,结晶速度加快,而熔融温度变化不大。而对PA610/SEBS-g-MA(E)/PC合金体系,随着增容剂含量增加,合金的结晶温度逐渐升高,结晶度逐步下降。而且由于异相成核作用使结晶发生细化,使得韧性提高,熔点降低。TG结果表明,降解分两步进行:①是共混过程中生成的PA610-PC共聚物的降解;②是PA610/SEBS-g-MA(E)/PC合金分子链的降解。受PA610-PC共聚物的影响,合金的初始降解温度比纯样尼龙610降低了很多,而增容剂SEBS-g-MA的耐热性能差,使合金的耐热性能降低。3.采用DMA研究了PA610/SEBS-g-MA(E)/PC合金的动态力学行为,归属了各个转变峰的分子运动机理。合金的动态力学行为随着增容剂SEBS-g-MA含量的增加变得比较复杂。PA610和PC的的α转变峰有所靠拢,表明有一定程度的相容性。次级转变峰向低温移动,并且峰形变宽,说明韧性提高。加入增容剂后,共混体系的活化能比纯尼龙610低了很多,说明增容剂的加入使得PA610原来的有序态结构受到破坏,PA610链段的活动能力大大增强,使得材料韧性有一定程度的提高。4.用扫描电子显微镜(SEM)对PA610/SEBS-g-MA(E)/PC共混合金的冲击断面形态进行了观察。研究发现:纯尼龙610的断裂表面出现一些羽毛状细节,这是脆性高聚物的典型代表,然而在这些细节中包含了少量的很窄的抛物线状的细节,这说明尼龙610具有一定韧性。加入增容剂后,合金的相容性得到提高,断面更加粗糙。受到外力作用时,容易引发银纹和剪切带,促使基体塑性形变,吸收了大量能量,使得冲击强度提高。因此PA610/SEBS-g-MA(E)/PC合金的增韧机理可以归结为银纹—剪切带增韧机理。
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