聚酰胺改性
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聚酰胺水解改性法的基本原理聚酰胺水解改性法是通过使聚酰胺分子链发生水解反应,并在反应过程中引入新的官能团或改变酰胺官能团的性质,从而实现对聚酰胺性能进行改善和调整的一种方法。
聚酰胺水解改性方法可以分为酸性水解、碱性水解和酶水解三种不同的方式。
酸性水解是在酸性条件下进行的聚酰胺水解反应。
酸性环境可以切断聚酰胺链中的酰胺键,使其分解成酸或酸酐以及相应的胺。
水解过程中产生的酸酐或酸可以进一步与胺反应,形成新的酰胺键或酰亚胺键,实现对聚酰胺骨架的改变。
此外,酸性环境还可以引入新的官能团,如羧酸基、醇基等,使聚酰胺具有更多的官能性质。
碱性水解是在碱性条件下进行的聚酰胺水解反应。
碱性环境可以使聚酰胺链中的酰胺键断裂,生成相应的酸盐和胺盐。
这种水解反应通常更为迅速和彻底,但容易引起聚酰胺分子的断裂和降解。
碱性水解方法通常适用于在聚酰胺中引入羧酸基、亚胺基或胺基等官能团。
酶水解是利用特定酶进行的聚酰胺水解反应。
酶的存在可以在温和的条件下实现聚酰胺的水解,且水解产物通常具有更高的纯度和选择性。
酶催化的水解反应可以选择性地切断聚酰胺链中的某些键,并引入特定的官能团。
聚酰胺水解改性法的基本原理是通过切断聚酰胺链中的酰胺键,引入新的官能团或改变原有酰胺官能团的性质,从而改善聚酰胺的性能。
改性后的聚酰胺具有更多的功能性官能团、更好的溶解性、更高的热稳定性和抗氧化性能等,适用于更多的领域和应用。
聚酰胺水解改性方法的过程涉及多种条件和参数的控制,如反应温度、反应时间、溶剂选择、酸碱催化剂的种类和浓度等。
这些条件和参数的选择直接影响到聚酰胺水解改性的效果和产物的质量。
因此,在实际应用中,需要根据具体的需求和目标,灵活控制条件和参数,以获得理想的改性效果。
总而言之,聚酰胺水解改性法是通过切断聚酰胺链中的酰胺键,并引入新的官能团或改变原有官能团的性质,实现对聚酰胺性能进行改善和调整的一种方法。
这种方法具有简单、灵活、高选择性的特点,适用于多种聚酰胺材料的改性和功能化。
玻纤改性pa66的原理玻纤改性聚酰胺66(PA66)是指通过在聚酰胺66中添加一定比例的玻璃纤维增强剂,以改变聚酰胺66的物理、力学、化学、热学或其它性能的技术。
由于玻璃纤维增强剂具有高强度、高刚度、高耐热、高电绝缘、抗腐蚀等优异性能,因而被广泛用于改性PA66 材料的制备中。
该改性技术的原理是:通过在PA66分子链中加入玻纤所带来的阻力和黏滞作用,进而使分子间的距离增加,聚合物摩擦阻力增大,从而明显提高了材料的抗拉强度、热稳定性、抗疲劳性和耐磨性等物理性能。
同时,玻璃纤维增加了材料的刚度和耐冲击性,因此被广泛应用于汽车、电器、机械等领域。
在玻纤改性PA66的制备过程中,需要先将玻璃纤维增强剂与PA66树脂混合,并在高温高压条件下将其混合均匀,使玻纤进一步的分散在聚合物中。
此时,在纤维和树脂之间也会形成一层界面层,可以起到增强材料的作用。
随后,该混合物进一步被加工成板、管、棒、韧性等形状,并采用注塑、挤出、压制等方法进行成型,最后通过冷却后,即可得到玻纤改性PA66材料。
由于玻纤结构的特殊性,使得改性PA66 具有了特殊的性能。
首先,玻璃纤维增强剂可以改善PA66的耐热性,耐温可达到200摄氏度以上。
其次,玻璃纤维在不同方向上具有不同的性能,可以在聚合物中形成各向异性的结构,增加了材料的刚性和强度。
此外,玻璃纤维还可以有效地抑制材料的性能退化和声振动,使材料具有更好的耐疲劳性和稳定性。
最后,玻璃纤维对氧气、光、水等外部环境作用不敏感,因而能够提高材料的耐腐蚀性和耐老化性。
总之,玻纤改性技术为PA66材料的改性提供了一种高效、可靠的方法,具有许多优点。
通过合理的改性措施,可以制备出颗粒度均匀、成形性好、性能优良的玻纤改性PA66 材料,从而满足不同应用领域的要求。
随着技术的不断进步和成熟,玻纤改性技术必将成为未来聚合物材料改性的重要途径之一。
聚酰胺的改性方法
实际应用的聚酰胺热熔胶大多采用共聚聚酰胺树脂以满足不同使用要求。
通过共聚,分子链规整性被打乱,氢链遭到破坏,使之结晶性下降,从而降低熔点,采用不同的物质的量比,可制得高(180〜190℃)、中(140〜150℃)、低(105〜110℃)环球软化点的聚酰胺热熔胶。
对聚酰胺热熔胶的改性,主要是添加一些特殊单体,聚合时,在聚酰胺分子链上接上一些链段或基团,对聚酰胺分子进性改性;当然,也可以聚酰胺为主体,加入一些特殊成分,以满足使用要求。
以下是一些聚酰胺改性的例子。
①改善热氧化性。
为改善二聚酸型聚酰胺的热氧化性除加抗氧剂外,还可以将二聚酸氢化处理,大大提高了这种聚酰胺的抗氧化性能,但成本较高。
②提高聚酰胺的耐热性聚酰胺热熔胶是热熔胶中耐热牲最好的品种之一,若向胶黏剂中加人1%的1-苯基-3-吡唑烷酮或1-(4-苯氧基)-3-吡唑烷酮,可大幅度提髙其耐热性能,在如260℃空气中保持6h不变色。
若引入硅氧烷分子链也可提高聚酰胺的耐热性。
③调节聚酰胺的熔点调节内酰胺、脂肪族二羧酸的比例和选择不同碳原子数的共聚单体,可以使聚合物的分子具有一定的无规程度,控制其结晶程度,并赋予非晶态的特性,使聚酰胺具有较宽的熔点范围。
电线电缆料聚酰胺(尼龙)料的分类与改性聚酰胺俗称尼龙(Nylon),英文名称Polyamide(简称PA),是分子主链上含有重复酰胺基团—[NHCO]—的热塑性树脂总称。
包括脂肪族PA,脂肪—芳香族PA和芳香族PA。
其中,脂肪族PA品种多,产量大,应用广泛,其命名由合成单体具体的碳原子数而定。
尼龙的分类聚酰胺(尼龙)1938年在美国被成功的合成,是世界上出现的第一种合成纤维。
聚酰胺(尼龙)的主要品种是尼龙6(聚己内酰胺)和尼龙66(聚己二酸己二胺),占绝对主导地位,其次是尼龙11、尼龙12、尼龙610、尼龙612、尼龙1010、尼龙46、尼龙7、尼龙9、尼龙13,新品种有尼龙6I,尼龙9T和特殊尼龙MXD6(阻隔性树脂)等。
聚酰胺(尼龙)的改性品种数量繁多,如增强尼龙,单体浇铸尼龙(MC尼龙),反应注射成型(RIM)尼龙,芳香族尼龙,透明尼龙,高抗冲(超韧)尼龙,电镀尼龙,导电尼龙,阻燃尼龙,尼龙与其他聚合物共混物和合金等,满足不同特殊要求,广泛用作金属,木材等传统材料代用品,作为各种结构材料。
尼龙是最重要的工程塑料,产量在五大通用工程塑料中居首位。
尼龙的改性由于聚酰胺(尼龙)强极性的特点,吸湿性强,尺寸稳定性差,在生产应用过程中可以通过改性来改善。
下面介绍几种常见的改性尼龙玻璃纤维增强PA在PA加入30%的玻璃纤维,PA的力学性能、尺寸稳定性、耐热性、耐老化性能有明显提高,耐疲劳强度是未增强前的2.5倍。
玻璃纤维增强PA的成型工艺与未增强时大致相同,但因流动较增强前差,所以注射压力和注射速度要适当提高,机筒温度提高10-40℃。
由于玻纤在注塑过程中会沿流动方向取向,引起力学性能和收缩率在取向方向上增强,导致制品变形翘曲,因此,模具设计时,浇口的位置、形状要合理,工艺上可以提高模具的温度,制品取出后放入热水中让其缓慢冷却。
另外,加入玻纤的比例越大,其对注塑机的塑化元件的磨损越大,最好是采用双金属螺杆和机筒。
探秘环氧树脂的多种类型及其应用环氧树脂是一种常见的高分子化合物,其性质牢固耐用,因此在
各行各业中广泛应用。
但是,环氧树脂的类型并不仅仅只有一种,下
面就让我们一起来探秘环氧树脂的多种类型及其应用吧!
第一种:聚酰胺改性环氧树脂
聚酰胺改性环氧树脂,简称PAE树脂,是一种高性能环氧树脂,
具有优异的耐热性、耐化学性、耐水性以及高强度和高韧性等特点。
该种类型的环氧树脂适用于一些特殊的领域,如航空、航天和光学电
子等。
第二种:水性环氧树脂
水性环氧树脂,指的是以水为溶剂的环氧树脂,与传统的溶剂型
环氧树脂相比,水性环氧树脂更加安全环保。
该类型的环氧树脂在汽车、电子产品、建筑装饰材料等领域中得到了广泛的应用。
第三种:船用环氧树脂
船用环氧树脂,主要是指海洋用环氧树脂,具有优异的耐腐蚀性、耐水性、抗紫外线和耐候性等优点。
船用环氧树脂不仅适用于船上,
也可用于海洋建筑、船台、港口设施等方面。
第四种:无溶剂环氧树脂
无溶剂环氧树脂是一种新型的环氧树脂,相较于传统的溶剂型环
氧树脂,它无毒、无味、可减轻环境污染,广泛应用于涂料、胶粘剂、高分子材料等领域。
总之,不同类型的环氧树脂具有不同的性质,因此在应用过程中
需要充分考虑其特性,并选择合适的环氧树脂种类进行应用。
聚酰胺改性聚酰胺,PA俗称尼龙 (Nylon),由二元酸与二元胺或由氨基酸经缩聚而得 ,是分子链上含有重复酰胺基团-CONH-的树脂总称。
在用作纤维时 ,我国称为锦纶。
PA最早由美国杜邦公司开发成功 ,后来又开发出注塑级产品。
PA具有良好的机械性能、耐热、耐磨损、耐化学性、阻燃性和自润滑性 ,而且易加工、摩擦系数低 ,特别适于玻璃纤维及其他材料增强改性等。
聚酰胺(PA)是工程塑料中历史最悠久、性能较优、产量最大、应用最广泛的品种。
适用于汽车、电子电器、机械、运动和休闲、日用消费品等行业。
PA品种繁多,有PA6、PA66、PA11、PA12、PA46、PA610、PA1010、PA612和近几年开发的新品种PA6T,PA9T,特殊尼龙MXD6等,其中PA6和PA66占主导地位,占总量的80%以上。
PA属于结晶型塑料,在相对宽的温度和湿度范围内具有良好的综合性能,如拉伸强度高、耐摩擦、耐化学性(油、脂肪、脂肪族和芳香族烃类)、良好的冲击强度和阻隔性,而在此范围内,也有其不足的方面就是吸湿性大、吸水率高。
未改性前,在20℃、65%RH下,PA6吸水率约3.5%,PA66为2.5%左右,PA610为1.5%~2.0%,PA12约为1%;但改性后,PA吸水率非常小,如PA6T、9T在水中饱和吸水率仅为3%;未改性PA在干态和低温下冲击强度低,韧性差,除PA11和PA12外,其余经紫外辐照后性能将大大下降。
填充、增强是改性PA最常用的方法,可以提高冲击性能、尺寸稳定性、耐热性、阻燃性,PA可通过填料、增强剂或添加增韧剂、润滑剂、热稳定剂、加工助剂和着色剂来改进和提高性能,或同时使用添加剂和改性剂进行改性。
一、填充增强剂PA改性中最常用的方法是填充、增强。
PA主要的增强剂为:(1)玻纤,PA66,PA6中最多可加50%,PA6,PA10, PA11.PAl2中最高加入量为30%,(2)玻璃微珠PA66、PAl2中可加50%;(3)碳纤维和石墨纤维,PA6中可加20%,PA66,PA11,PAl2中可加40%,碳黑和石墨添加量一般不超过5%;(4)金属粉末(铝、铁、青铜、锌、铜),可提高树脂热变形温度和导电性,(5)二氧化硅和硅酸盐,最多可加40%;(6)液晶聚合物(LCP),最高加人量为30%。
其中最常用的增强剂是玻纤,这是因为PA熔体粘度较低,且玻纤与PA亲合性好,当填加较多的玻纤时,仍能保持在良好的加工粘度范围内,且增强效果。
例如硫酸钡填充改性PA66,研究了聚酰胺66(PA66)/硫酸钡复合材料的形态结构和力学性能,探讨了硫酸钡的表面处理对复合材料形态结构的影响以及活化硫酸钡对复合材料力学性能的影响。
结果表明,在20%(质量分数,下同)活化硫酸钡和5%的乙烯-辛烯共聚物熔融接枝马来酸酐共混改性 PA66复合体系中,少部分的硫酸钡对 PA66具有异相成核剂的作用,大部分的硫酸钡对 PA66具有增韧作用。
与未加活化硫酸钡的相比,材料的拉伸强度提高了11MPa、弯曲强度提高了12 MPa,简支梁缺口冲击强度提高了9 kJ/m~2。
而且与传统的弹性体增韧PA66相比,该复合材料具有较好的尺寸稳定性,极好的韧性,优良的流变性能。
在达到超韧化的同时保持了较高的拉伸强度和弯曲强度,并且耐热性能有所提高,还实现了对PA66的高含量填充,增大了材料密度,有效的降低了材料成本。
可以制得相对廉价、具有广阔应用前景的超韧PA66材料。
二、共混改性PA借助共混方法易形成合金,这是因为分子链结构中含有极性酰胺基,更重要的是分子链两端有反应性羧基和氩基。
PA合金主要有PA/EPDM,PA/PP.PA/ABs.PA/PBT,PA,乙烯基聚合物,PA/有机硅IPN(互穿聚台物网络)PA/PC和不同的PA。
前三种共混物合金相对量较大,许多已形成系列化产品。
2.1 PA/ PE 共混改性聚乙烯为非极性聚合物,它们与强极性的聚酰胺不具有热力学相容性,必须加入相容剂或通过机械共混的强烈剪切作用才能得到满意的共混效果。
Anttila 等采用二茂金属络合物催化剂制备新型官能团封端聚乙烯作为PA6PPE 共混体系的相容剂,加入10 %这种相容剂,共混物的强度和韧性均有较大程度的提高。
Kudva 等研究了PE - g - MAH 的浓度、粘度和官能度对聚合物的流变性、形态结构和机械性能的影响,发现低粘度的PE - g - MA 增韧PA6 效果不明显,而高粘度的PE - g - MAH 即使只含有少量的酸酐官能度也有优良的增韧效果。
2.2 PA/ PP 共混改性近年来,PA/ PP 相容剂的研究取得了很大进展。
沈经伟等发现马来酸接枝PP ( PP - g - MAC) 增容PA6/ PP 效果的特征参数是MFR 而不是接枝率,使用高MFR(如6. 7gP10min) 能显著提高PA6/ PP 合金的冲击韧性,比纯PA 可提高50 %以上。
段建华等采用苯乙烯/ 乙烯丁烯/ 苯乙烯(SEBS) 作为PA/ PP体系的增容剂,发现少量的SEBS 可使共混物的冲击韧性得到显著的改善,制得超韧共混物。
SEBS 包藏PP 的相结构是共混物增韧的基本原因。
欧玉春等以三元乙丙橡胶接枝马来酸酐EPDM - g - MAH及改性EPDM- g - MAH 为界面相容剂,研究了这些相容剂对PA/ PP 共混物的微观结构,界面状况,力学性能的影响,结果表明,PA/ PP 的冲击强度和断裂伸长率大幅度提高。
J.Rosch 等研究了使用反应性共混技术,加入EPDM作为第二种分散微相,在熔融过程中加入PP- g - MAH 作为增容剂。
J.Rosch 等系统研究了PP/PA 的形态结构及其与性能的关系。
通过反应性共混制备含有MAH 接枝弹性体的PP/ PA6 共混物,获得了三种不同类型的核壳形态。
对于PA6/ PP/ SEBS- g - MAH 体系,TEM 测试结果表明,增容剂SEBS- g - MAH 在PA 相中形成细胞状结构,且作为两相聚合物间的相界面剂。
在这种细胞状形态中,增容剂形成连续相,而PP、PA6 各自形成分散相,TEM 表明,PA 是细分散相,PP 是粗分散相。
2.3 PA/ABSPA/ABs是开发较早的合金之一。
是由1986年美国Monsanto公司开发的,商品名为Triax。
该公司先后开发了1000,2000,3000系列产品,如Triax1120、1180均为注塑级,低温冲击性好,制品外观佳,作计算机底盘可节省模具费30%以上,耐断裂破裂、冲击和弯曲能力均优于ABs;200O系列是专为汽车市场开发的牌号,加工性能良好并具有高抗冲击性、刚性、耐热性。
2.4 PA/ PPO 共混改性日本旭化成是PA/ PPO 主要生产厂家之一,开发出PA/ PPO 系列产品,其中A0110 和A0120 为高抗冲品级,其低温缺口抗冲强度分别为255J / m 和608J / m。
日本GE 公司开发出含玻纤30 %的高强度合金, 该合金有良好的力学性能, 弯曲强度达255MPa 、弯曲模量为8114MPa 、拉伸强度达179MPa 、缺口冲击强度为107J / m。
住友化学公司合成了一种以苯乙烯- 丙烯腈接枝三元乙丙胶为增韧剂、以马来酸酐为相容剂的PA/ PPO 合金,该合金的缺口抗冲强度为392J / m。
Kuo - Chan 等以SMA 苯乙烯马来酸酐共聚物作为反应性增容剂,研究PA6/ PPO(PA6/ PPO = 50P50) 共混物,发现同样是SMA 类相容剂,G1651 比1901x 具有更好的增韧效果,冲击强度和热变形温度均比1901x 好。
2.5 PA/PC 共混改性PC 是一种透光性、强度、韧性及尺寸稳定性等极好的工程塑料,与PA 共混有望提高PA 强度、韧性及尺寸稳定性。
S.Horiuchi 等以SEBS - g - MAH和未改性SEBS 为相容剂改性PA6/ PC 体系。
结果表明相容剂能显著提高PA6/ PC 体系的力学性能。
当PA6/ PC 配比为75/ 25、SEBS 含量为20 份时,体系冲击强度和应力—应变试验时断裂伸长率显著增加;当SEBS/ SEBS - g - MAH 比值增加,SEBS 不能完全包封PC 微区,故体系力学性能进一步提高。
通过SEM研究拉伸试样和Izod 冲击试样的形变区,发现PA6/ PC 体系的两相界面易产生空洞,因为SEBS- g - MAH 和未改性SEBS 并用,使PC 微区未被完全包封,所以基体能分散拉伸和冲击能,使剪切屈服强度增加,体系力学性能显著提高。
2.6聚酰胺与弹性体共混的目的主要是增加韧性。
所用弹性体,一般是烯烃共聚物,而且为了增加与PA 的相容性,必须经过羧酸基酸酐接枝改性。
三、共聚改性3.1 聚酰胺/ 聚酰胺共聚物将两种以上聚酰胺单体进行共聚,可制得多种共聚酰胺,得到具有特殊性能的聚酰胺新品种。
通过改变共聚物组分配比,可以制得从高软化点、坚硬、不易溶解到低软化点、柔软、易溶解、透明的一系列具有特殊性能的共聚酰胺。
(1)醇溶性共聚酰胺醇溶性共聚酰胺是指与多量第二组分共聚合或者由三元四元共聚合体组成的溶于醇的一类聚酰胺。
其主要特点是可溶于甲醇,乙醇,丙醇和其他低级脂肪醇,而且在这些醇中加入少量水,三氯乙烯,氯仿,四氯化碳,乙醇,苯甲醇,甲酸和乙酸的混和溶剂,也是醇溶性共聚酰胺的良好溶剂。
(2)热熔型粘合剂用共聚酰胺热熔型粘合剂用共聚酰胺是指熔点为100 ℃左右的三元,四元或五元以上的一类聚酰胺。
(3)透明型共聚酰胺透明共聚酰胺,亦称为非晶性聚酰胺,是一种几乎不发生聚合物结晶化或者结晶速度非常慢的特殊聚酰胺。
它拥有热变形温度高,吸水率低以及对气体阻隔性能优异等性能。
透明共聚酰胺的力学性能、电性能、机械强度和刚性与PC 和聚砜几乎属于同一水平。
(4)耐油型共聚酰胺聚酰胺本身就具有良好的耐油性能,但如果作为一种长时间和油接触的工程塑料使用,这种性能还需进一步改善。
(5)荧光型共聚酰胺聚酰胺本身不具有荧光性,但经过共聚改性后,共聚酰胺可以作为一种新型的荧光功能材料使用。
3.2 聚酯/ 聚酰胺共聚物聚酯/ 聚酰胺共聚物由于酯键的引入降低了熔点,为熔融加工制备纤维和各类型材提供了有利条件;由于酰胺键的存在,氢键作用使分子间作用力增强,可望有优异的力学性能,因而是兼具聚酯、聚酰胺优点的一类新型材料。
(1)可生物降解聚酯酰胺共聚物可生物降解聚酯酰胺共聚物其大分子主链上同时存在的酯键和酰胺键赋予材料以两亲性及降解性。
(2)热致液晶性聚酯酰胺共聚物热致液晶性聚酯酰胺共聚物(PFAS) 的研究始于20 世纪80 年代初,由Jackson WJ1 等提出用对乙酰胺基苯甲酸(PAB) 与聚对苯二甲酸乙二酯(PET) 在熔融状态发生酯- 酰胺交换反应制得了PAB/ PET 共聚酯酰胺共聚物,并指出在PAB 含量≥35 %时,聚合物表现出很强的液晶性,不溶于有机溶剂,且熔融温度很高。