PA6-b-PDMS嵌段共聚物的合成及其在PA6-硅橡膠共混體系中的應(yīng)用.pdf

1、共混改性簡單方便，易于實施，是提高聚合物材料性能的重要途徑之一。尼龍6(PA6)作為尼龍產(chǎn)品中廣泛應(yīng)用的品種，表現(xiàn)出高強(qiáng)度，優(yōu)良的耐油性以及熱穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)，但是PA6對缺口十分敏感，從而導(dǎo)致其在受到高速沖擊時很容易斷裂。與橡膠共混改性是PA6增韌改性的一個重要途徑。同時考慮到PA6的強(qiáng)親水性的缺點(diǎn)，本文采用了具有強(qiáng)疏水性的硅橡膠對PA6進(jìn)行共混改性。
　　由于PA6與硅橡膠之間極不相容，直接共混很難得到較好的相形態(tài)以及優(yōu)良的力學(xué)性

2、能。所以，本文首先合成了一系列結(jié)構(gòu)不同的尼龍6-b-聚硅氧烷(PA6-b-PDMS)多嵌段共聚物，將之作為相容劑應(yīng)用于PA6與硅橡膠的共混體系中，并進(jìn)一步探究了PA6與硅橡膠共混體系加工條件以及結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系。
　　首先，制備了一系列結(jié)構(gòu)不同的相容劑PA6-b-PDMS多嵌段共聚物。采用羧基封端的低分子量的PA6-2K、異氰酸酯封端的聚硅氧烷(PDMS-NCO)以及偶聯(lián)劑六亞甲基二異氰酸酯(HDI)，在高溫下本體聚合得到了一系列

3、PDMS鏈段長度和含量不同的PA6-b-PDMS多嵌段共聚物。
　　然后，對共混加工條件進(jìn)行優(yōu)化，探究了相容劑PA6-b-PDMS、納米SiO2以及阻聚劑2，2，6，6-四甲基哌啶氧(TEMPO)在PA6/硅橡膠共混體系中的作用。研究發(fā)現(xiàn)，相容劑PA6-b-PDMS中PDMS鏈段的長度和含量的不同都會對相形態(tài)有一定的影響。其中以聚硅氧烷鏈段較長，聚硅氧烷含量最高的相容劑Co-2-30的效果最好。另一方面，納米SiO2也可以起到改善

4、相形態(tài)的作用，由于納米SiO2存在于橡膠與PA6之間的界面上，阻止了分散相顆粒之間的聚并，從而有效地減小了分散相的粒徑。當(dāng)同時采用相容劑和納米SiO2時，對于共混體系中相形態(tài)的改善是最為顯著和有效的。阻聚劑TEMPO的作用是使橡膠顆粒得以在基體相中預(yù)先分散再進(jìn)一步交聯(lián)，這樣有效地改善了橡膠顆粒在基體相中的相形態(tài)。但是阻聚劑加入量過多會導(dǎo)致橡膠不交聯(lián)。最終確定了阻聚劑TEMPO的加入量與交聯(lián)引發(fā)劑過氧化二異丙苯(DCP)的加入量之比為r=

5、[TEMPO]/[DCP]=2.0。
　　最后，制備了一系列硅橡膠含量不同的PA6/硅橡膠(PA6/Silicone rubber)共混物并對其結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系進(jìn)行了探究。采用掃描電子顯微鏡(SEM)對共混物相態(tài)進(jìn)行分析，橡膠分散相的數(shù)均粒徑均在1.5μm以下，體均粒徑在2.0μm左右。對PA6/Silicone rubber共混物中PA6基體相的結(jié)晶度xc分析發(fā)現(xiàn)，PA6基體相仍具有良好的結(jié)晶性，但是隨著共混物中橡膠含量的增加導(dǎo)

6、致xc有一定降低。共混物的抗沖擊強(qiáng)度σimp與橡膠粒子間距離τ有著重要聯(lián)系。當(dāng)τ＜0.8μm左右時，隨著τ的減小，共混物的σimp有一個明顯的增加;當(dāng)τ≈0.5μm時，σimp達(dá)到最大值;但是隨著τ的進(jìn)一步減小，σimp并沒有增加，反而有一定程度的降低。共混物的抗拉伸強(qiáng)度和彈性模量隨著橡膠相含量的增加明顯降低，當(dāng)橡膠相含量增加至20 wt％時，共混物的斷裂伸長率也有明顯的下降。另一方面，雖然由于硅橡膠的加入導(dǎo)致PA6基體的結(jié)晶度降低，這