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聚合物扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-4-10 17:10:46
许多聚合物分子链端带有可反应官能团,聚合物扩链剂扩链技术正是基于链段末端官能团与多官能团化合物的反应,从而达到提高分子量的目的。

聚酯、聚酰胺和聚氨酯等聚合物端基为反应官能团,因此均可以采用聚合物扩链剂提高分子量、增加特性粘度。

环氧官能化聚合物扩链剂,在常规的加工温度下能够与缩聚类树脂中的端羟基、端羧基、端氨基等反应性基团反应,使受热或水解断链的聚合物分子重新偶合,从而提高树脂摩尔质量、熔体黏度等加工性能。

聚酰胺的拉伸强度一般为60~90 MPa,在聚酰胺中配以适量的增强纤维,能使其拉伸强度、刚性等得到明显提高,同时可使制品的尺寸稳定,收缩率降低,热变形减小。纤维的增强效果主要依赖于纤维与聚酰胺基体的牢固黏结,使塑料所受负荷能转移到高强度纤维上,并通过纤维将局部负荷传递到整个基体。目前增强纤维有玻璃纤维、晶须及碳纳米管等。无机粒子增韧聚酰胺的效果可能不如弹性体好,但在改善聚酰胺韧性的同时,还可提高其他力学性能。但由于其增韧效果不明显,故很少单独使用。

尼龙 6(聚酰胺)作为工程塑料在各领域有广泛应用,成为不可或缺的高分子材料。聚酰胺 作为一种半结晶聚合物,其分子量和结晶情况很大程度上决定了 聚酰胺 的性能,同时聚酰胺 有着与大多数聚合物一样易燃的缺点,因此如何提高 聚酰胺 的分子量、改善其结晶以及对其进行阻燃改性具有重要的意义。

尼龙6(聚酰胺)具有良好的力学性能和电气性能,已成为电子、电器以及汽车、建材等领域的一种不可或缺的工程塑料。但类似于大多数其他聚合物,聚酰胺也属于易燃材料,特别是其在燃烧过程中会产生熔滴现象,进一步加剧火势蔓延。因此,提高聚酰胺的阻燃性能便显得相当必要。



4,4'-双仲丁氨基二苯基甲烷(MDBA)

聚脲

降低凝胶反应速度,使得用喷涂浇铸技术生产这种高硬度聚合物成为可能。延长的凝胶速度可以改善与基层的粘着性、流动性、涂层之间的结合及表面质量。使用4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA作为熟化剂,可显著提高聚合物的抗冲击性能低温性能。


至今对聚合物阻燃问题已经进行了大量的研究工作,特别是自 2003 年欧盟通过了Ro HS 指令,限制了在电子电器产品中使用多溴二苯醚及多溴联苯以来,更进一步推动了对聚合物的高效无卤阻燃的研究。对聚酰胺的无卤阻燃改性也进行了不少研究,但并没有完美的解决方案。在提高聚合物阻燃性能的同时仍要兼顾好诸如电性能、力学性能等其他综合性能,并且聚合物的燃烧涉及到复杂的物理化学变化。

综合以上背景,聚酰胺主要在几个方面进行改性。降低聚酰胺的吸水性,以提高制品的尺寸稳定性;提高聚酰胺的阻燃性,以适应电子、电气、通信等领域的要求;提高聚酰胺的机械强度,以达到金属材料的强度,从而达到结构材料的要求;提高聚酰胺的抗低温性能,增强其对耐环境应力开裂的能力;提高聚酰胺的耐磨性,以适应耐磨要求高的场合;提高聚酰胺的抗静电性,以适应矿山机械应用的要求;提高聚酰胺的耐热性,以适应如汽车发动机等耐高温条件的领域。

根据改性目的不同,聚酰胺改性可分为增强、增韧、阻燃、填充和合金等类型。目前,国内外对聚酰胺的改性研究主要集中在高韧性复合材料和高强复合材料两方面。

玻璃纤维增强是PA6的主要增强方法。玻纤具有很高的拉伸强度,直径10μm以下的玻纤强度高达1.0×10^3 MPa,超过了一般的钢材。但其模量不高,约为7×10^4MPa。用于PA6增强的玻纤主要有:短切纤维、短切纤维毡和长玻纤等。由于易加工、成本低及良好的力学性能,短切玻纤(SGF)增强PA6(PA6/SGF)在电器、电子特别是汽车工业中得到越来越广泛的应用。

Bernasconi等通过注塑成型工艺制备了一种玻纤呈取向结构的试样,并实现了试样皮层和核层在模内熔体流动方向上具有不同的纤维取向。通过改变试样切割方向与熔体流动方向的角度θ,得到了纤维取向与测试应力方向呈不同角度的试样。结果表明:当θ角为0°时,材料的拉伸模量(89.5 MPa)和弹性模量(4.6 GPa)最大,而断裂伸长率最小(6.47%);当θ角为90°时,材料的拉伸模量(53.2 MPa)和弹性模量(2.4 GPa)最小,而断裂伸长率最大(10.98%)。当纤维加入量超过30%后,材料的综合力学性能下降。

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