第２４卷第１期 ２０１０年１月 化工时刊 Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｔｉｍｅｓ Ｖｏ１．２４，Ｎｏ．１ Ｊａｎ．１．２０１０ ｄｏｉ：１０．ａ９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２—１５４ｘ．２０１０．１．００２ ＰＡｒ／ＡＢＳ合金的研制 郝成君 田大民 （平顶山学院化学化工学院，河南平顶山４６７００２； 河南城建学院化学化工系，河南平顶山４６７０４４） 摘要以ＰＯＥ—ｇ—ＭＡＨ为增容剂，应用双螺杆挤出机制备通过熔融共混法制备了ＰＡ６／ＡＢＳ合金，研究了ＡＢＳ树 脂的用量对合金的力学性能的影响。结果表明：在ＰＯＥ—ｇ—ＭＡＨ存在的条件下，随着ＡＢＳ用量增大，共混物的拉伸 强度逐渐增大，简支梁缺口冲击强度则逐渐减小，而无缺ＩＺｌ冲击强度先减小后增大。在混和体系中，ＰＯＥ—ｇ—ＭＡＨ 具有增容和增韧的双重作用。 关键词ＡＢＳ ＰＡ６ ＰＯＥ合金增容剂力学性能 Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ ＰＡ６／ＡＢＳ Ａｌｌｏｙ Ｈａｏ Ｃｈｅｎｇｊｕｎ Ｔｉａｎ Ｄａｍｉｎ （Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｐｉｎｇｄｉｎｇｓｈａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈｅｎａｎ Ｐｉｎｇｄｉｎｇｓｈａｎ ４６７００２； Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｅｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｕｒｂａｎ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ， Ｈｅｎａｎ Ｐｉｎｇｄｉｎｇｓｈａｎ ４６７０４４） Ａｂｓｔｒａｃｔ ＰＡ６／ＡＢＳ ａｌｌｏｙ ｗａｓ ｐｒｅｐａｒｅｄ，ＰＯＥ—ｇ—ＭＡＨ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｚｅｒ，ｂｙ ｔｈｅ ｍｅｌｔ ｂｌｅｎｄｉｎｇ ｗｉｈ ｔｈｅ ｔａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｗｉｎ—ｓｃｒｅｗ ｅｘｔｒｕｄｅｒ，ａｎｄ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ＡＢＳ ｒｅｓｉｎ ｏｎ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ａｌ－ ｌｏｙ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ：ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ＡＢＳ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｅｎｃｅ ｏｆ ＰＯＥ—ｇ—ＭＡＨ． ｔｈｅ ｔｅｎｓｉｌｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ ｈｅ ｂｌｅｎｄ ｗａｓ ｇｒａｄｕａｔｌｌｙ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ，ａｎｄ Ｃｈａｒｐｙ ｎｏｔｃｈｅｄ ｉｍｐａｃｔ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｇｒａｄｕａｌｌｙ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ａｎｄ ｎｏｎ—ｎｏｔｃｈｅｄ ｉｍｐａｃｔ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｆｉｓｔｒｌｙ ａｎｄ ｔｈｅｎ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ．Ｉｎ ｔｈｅ ｍｉｘｅｄ ｓｙｓｔｅｍ。ＰＯＥ—ｇ—ＭＡＨ ｐｌａｙｅｄ ｔｈｅ ｄｕａｌ ｒｏｌｅ ｏｆ ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｚｅｒ ａｎｄ ａ ｔｏｕｇｈｅｎｉｎｇ ｒｅｇｅａｎｔ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ＡＢＳ ＰＡ６ ＰＯＥ ａｌｌｏｙ ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｚｅｒ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ 综合性能优良的ｐｏｌｙａｍ！ｄｅ ６（ＰＡ６）是工程塑料 发展最早的品种，被誉为划时代的工程塑料。尼龙有 羧基，具有反应活性，分子之间能形成氢键 Ｊ，容易 受外力和环境影响而使物理性能发生变化，因此尼龙 适宜于与其它聚合物配合制备合金。合金的热变形 温度远高于ＰＡ６，共混物干态下缺口冲击强度大于 ９６ ｋＪ／ｍ ，且有较高的维卡软化点，加之良好的加工 坚韧、耐磨、耐溶剂、耐油和使用温度范围广（一４０℃ 一１００ ｏＣ）、熔体粘度低等优点，但由于吸水率大，影 响尺寸稳定性和电性能，干态和低温下缺口冲击强度 较低，耐热性也有待提高…。用ＡＢＳ对尼龙进行共 混改性，可望改善尼龙的性能，拓宽其应用领域，特别 是在汽车工业中的应用。然而，要制得综合力学性能 好的ＰＡ６／ＡＢＳ合金，关键是要使两聚合物共混组分 之间具有较好的相容性。尼龙６的末端含有氨基及 收稿日期：２００９一ｌ１一Ｏ３ 流动性，因此ＰＡ６／ＡＢＳ合金成为制造汽车车身壳板 等优良材料。制备性能良好的ＰＡ６／ＡＢＳ合金，一种 方法为接枝（又有溶液接枝和熔融接枝之分），即先 使ＡＢＳ树脂接枝某些活性官能团化合物（如马来酸 酐） ｊ，然后再把这种接枝了活性官能团的ＡＢＳ与 基金项目：河南省高等学校青年骨干教师资助计划项目（２００４—１９４）、平顶山市科技攻关项目（２００６０６１—１）、平顶山学院应用化学重点学科、平顶 山学院高层次人才科研启动经费资助项目 作者简介：郝成君（１９６６一），男，博士，教授，主要从事有机及高分子化学研究。Ｅ—ｍａｉｌ：ｈｃｊ３７５＠１６３．ｃｏｒｎ ——ｄ—— 郝成君等ＰＡ６／ＡＢＳ合金的研制 ＰＡ６共混而形成合金；另一种方法是加入第三种（如 苯乙烯／马来酸酐）共聚物（ＳＭＡＨ） Ｊ、线性环氧树脂 及ＰＯＥ（聚烯烃弹性体）等作相容剂来改善ＰＡ６与 ＡＢＳ的相容性。ＰＯＥ是美国ＤｕＰｏｎｔ Ｄｏｗ化学公司于 １９９４年采用限定几何构型茂金属催化剂 技术推出 的乙烯／辛烯共聚物。ＰＯＥ单体辛烯的质量分数在 ２０％～３０％之间，商品名为Ｅｎｇａｇｅ ，其中聚乙烯链 结晶区起物理交联点的作用的一定量辛烯的引入降 低了聚乙烯链的结晶度，形成了呈现橡胶弹性的无定 型区，其分子结构可人为地进行控制。ＰＯＥ独特的 分子结构决定了其综合性能优异，具有弹性卓越，流 动性良好、机械性能高、耐腐蚀性、透气性、电性能优 异以及突出的耐低温性和耐热、耐臭氧、耐紫外线和 耐水性等特点。 本文通过双螺杆挤出机在新制备的相容剂ＰＯＥ 上引入马来酸酐基团，制备反应性增容剂ＰＯＥ—ｇ— ＭＡＨ来改善尼龙与ＡＢＳ合金的相容性，以期制备性 能良好的ＰＡ６／ＡＢＳ合金。 Ⅱ塞验 １．１ 主要原料 尼龙６：ＹＨ ６００，岳阳巴陵石化化工化纤有限公 司； ＡＢＳ：中国石化兰州化学工业公司； 增容剂ＰＯＥ—ｇ—ＭＡＨ：市售。 １．２实验仪器及设备 同向双螺杆挤出机：ＳＨＪ一２５，南京航空航天大 学信立塑料机械厂； 注塑机：１ＴｒＩ一１６０Ｆ，广东东莞东华机械有限公 司： 微机控制万能拉伸试验机：ＣＭＴ ４３０４，深圳新三 思材料检测有限公司； 记忆式冲击试验机：ＪＪ一２Ｏ，长春智能设备联合 研究所。 １．３实验方法 将ＡＢＳ树脂和ＰＡ６在使用前干燥，干燥条件为： ８０℃、１０ ｈ。然后按计量比与增容剂混合均匀，使用 双螺杆挤出机共混挤出造粒。共混挤出的工艺温度 为：一区，１８０℃；二区，２３５℃；三区，２３０℃；四区， ２３０℃；五区，２３０℃；机头，２３５℃。熔融共混物经挤 出机模口挤出成条料，经水浴冷却、切粒机切粒。 ２０１０．Ｖｏ１．２４，Ｎｏ．１■叠圆 １．４试样制备及处理 粒料烘干后用注塑机在２３５℃注塑标准试样，在 温度为（２３±２）℃、湿度为（５０±５）％的环境中放置 （２４±１）ｈ后进行性能测试。 １．５力学性能测试 使用拉伸试验机、简支梁冲击试验仪测定合金材 料的拉伸强度、简支梁冲击强度，以评价ＡＢＳ的用量 对合金材料力学性能的影响。拉伸强度按照ＧＢ／Ｔ １０４０—１９９２进行测试，拉伸速度为５０ ｍｍ／ｍｉｎ；简支 梁冲击强度按ＧＢ／Ｔ １０４３—１９９３进行测试。 ２．１ ＡＢＳ树脂的含量对ＰＡ６／ＡＢＳ合金拉伸强度的 影响 图１表明，初始ＡＢＳ树脂含量０—２０％（质量百 分数）时ＰＡ６／ＡＢＳ中拉伸强度随ＡＢＳ树脂含量的增 矗 苫，Ｉ｛＆暑ａ』１∞∞＿Ｉｌｓ＝ 大而稍微有所下降。当ＡＢＳ树脂含量２０％一５０％ 时，拉伸强度有所上升；当ＡＢＳ树脂的含量５０％一 ７０％时，拉伸强度又有所下降；当ＡＢＳ树脂的含量 ７０％一８０％时，拉伸强度逐渐增大。 ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ＡＢＳ ｒｅｓｉ ％） 图１ ＡＢＳ树脂含量对合金拉伸强度的影响 Ｆｉｇ．１ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｔｈｅ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ＡＢＳ ｒｅｓｉｎ ｏｎ ｔｅｎｓｉｌｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ ａｌｌｏｙ ２．２ ＡＢＳ树脂的含量对ＰＡ６／ＡＢＳ断裂伸长率的影 响 图２表明，ＰＡ６／ＡＢＳ中断裂伸长率随ＡＢＳ树脂 含量的增大而增大，断裂伸长率在０—３５％时有所下 降，ＡＢＳ树脂含量为３５％～５０％时有所回升，ＡＢＳ树 脂含量为５０％～６５％时有所下降，超过６０％时稍有 回升，当ＡＢＳ树脂含量为８０％一１００％时增大显著。 一５一 ■置圆２０１０．Ｖｏ１．２４，Ｎｏ．１ 图２ ＡＢＳ树脂含量对断裂伸长率的影响 Ｆｉｇ．２ Ｅｆｆｅ￣ｏｆ ｔｈｅ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ＡＢＳ ｒｅｓｉｎ ｏｎ ｔｈｅ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ ａｔ ｂｒｅａｋ ｏｆ ａｌｌｏｙ ２．３ ＡＢＳ树脂的含量对ＰＡ６／ＡＢＳ合金简支梁缺口 冲击强度的影响 图３表明，ＰＡ６／ＡＢＳ中缺口冲击强度随ＡＢＳ树 脂含量的增大而减小。缺口冲击强度在０～２０％时 大幅度下降，当ＡＢＳ树脂含量２０％～６８％时缺口冲 Ｈ暑、 ≥最ｃ∞ 帕芑∞（＝【暑一 ０芍０． ０ 击强度有所上升，当ＡＢＳ树脂含量超过６８％时缺口 冲击强度有所下降。 图３ ＡＢＳ树脂含量对合金缺口冲击强度的影响 Ｆｉｇ．３ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｔｈｅ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ＡＢＳ ｒｅｓｉｎ ｏｎ ｔｈｅ ｎｏｔｃｈｅｄ ｉｍｐａｃｔ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ ａｌｌｏｙ ２．４ ＡＢＳ树脂的含量对ＰＡ６／ＡＢＳ合金简支梁无缺 口冲击强度的影响 图４表明，ＰＡ６／ＡＢＳ中无缺口冲击强度随ＡＢＳ 含量的增大先下降后又上升，当ＡＢＳ树脂含量０～ 一６— 科技进展（Ａｄｖａｎｃｅｓ ｉｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ￣ ２０％时，无缺口冲击强度剧烈下降，当ＡＢＳ树脂含量 ２０％～１００％时，无缺口冲击强度逐渐上升。 图４ ＡＢＳ树脂含量对无缺口冲击强度的影响 Ｆｉｇ．４ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｔｈｅ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ＡＢＳ ｒｅｓｉｎ ｏｎ ｔｈｅ ｎｏｎ—－ｎｏｔｃｈｅｄ ｉｍｐａｃｔ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ ａｌｌｏｙ 日绫 实验表明，在ＰＡ６／ＡＢＳ合金中拉伸强度在最佳 范围内随ＡＢＳ含量的增大而增大，随ＡＢＳ含量的增 大断裂强度逐渐增大，缺口冲击强度随ＡＢＳ含量的 增大在一定范围内逐渐减小，随ＡＢＳ含量的增大无 缺口冲击强度先逐渐减小后增大。 参考文献 ［１］李超，李光吉，王志．超韧ＰＡ６／ＡＢＳ合金的制备［Ｊ］． 塑料工业，２００５，３３（９）：２２—２４ ［２］ 赵军霞，杨伟燕，黎静．ＡＢＳ树脂冲击强度影响因素的 分析［Ｊ］．甘肃科技，２００３（３）：９３～９５ ［３］ 夏琳，孙阿彬，邱桂学，张之敬．ＰＯＥ的性能及其在聚丙 烯共混改性中的应用［Ｊ］．弹性体，２００６，１６（３）：６５～６８ ［４］周琦，王勇，邱桂学，孙阿彬．ＰＯＥ与ＥＰＤＭ对聚丙烯增 韧改性研究［Ｊ］．弹性体，２００７，１７（４）：４４～４７ ［５］ 闫枫，邱桂学，潘炯玺．ＰＯＥ与ＥＰＤＭ性能的比较［Ｊ］． 弹性体，２００４，１４（１）：１０—１３ ［６］ 王璐，郭宝华，谢续明．ＡＢＳ的ＭＡＩ－Ｉ／Ｓｔ多单体熔融接 枝及其对ＰＡ６／ＡＢＳ共混体系相形态和力学性能的影响 ［ｊ］．高分子学报，２００５，（２）：２１４—２１７
