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EVA熔融接枝马来酸酐及其增韧尼龙66改性体系的研究

作　者: 陈民杰
导　师: 张军
学　校: 南京工业大学
专　业: 高分子材料
关键词: 尼龙66 乙烯-醋酸乙烯酯共聚物马来酸酐接枝熔融共混原位反应增容增韧绢云母有机硅烷偶联剂增强
分类号: TQ323.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2003年
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内容摘要

尼龙具有很高的力学强度，熔点高，耐磨、耐油及一般溶剂，耐热性能优良，因而应用广泛，是最重要的工程塑料之一。但尼龙的某些缺点也限制了其更广泛的应用。为此，尼龙的改性技术很多，其中共混合金技术是最有力的手段之一。将聚烯烃与尼龙共混制备增韧尼龙的研究很多。其中的关键是要解决非极性的聚烯烃与强极性的尼龙之间相容性差的问题。通常采用的方法是先在聚烯烃的分子链上接枝能够和尼龙分之链末端氨基或酰胺基反应的小分子，最常用的是马来酸酐(MAH)。然后在和尼龙熔融挤出的过程中，改性聚烯烃与尼龙反应，生成原位共聚物，加强了相界面间的粘接力，细化了分散相尺寸，扩大了分散相在连续相中的分布范围，使得共混物的性能得到明显改善。尼龙66的熔融温度更高、极性更强，加工困难，选择它的增韧剂、增容剂难度很大。与PE、PP相比，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)的分子链中引入了极性的VA基团，极性增大，因而与强极性的尼龙66的相容性提高，是较为合适的增容(韧)剂。本文首先采用熔融挤出法，在引发剂作用下制备了EVA-g-MAH。化学滴定法和红外光谱分析表明，MAH单体确实接枝到了EVA大分子链上。EVA中引入VA基团后，导致极性增大，有利与MAH的接枝反应，在相同的条件下其接枝效率大于PE、PP，且VA含量越高，接枝反应越易进行。不同的过氧化物引发剂对接枝反应的影响不同，对比BPO和DCP两种引发剂发现，DCP的引发效果好于BPO。引发剂的浓度不易过高，否则易产生交联反应，DCP用量为0.05～0.1份(相对于100份EVA而言)时为宜。为得到接枝率适中，交联较小的接枝产物，要选择合适的MAH用量。当选择EVA 100份，DCP 0.1份时，MAH／DCP的并用比例为20较佳。接枝工艺条件对接枝反应的影响较大，双螺杆挤出机中熔融接枝的最佳工艺条件为：温度205℃，螺杆转速60rpm。利用所制备的EVA-g-MAH与PA66在双螺杆挤出机中熔融共混，制得了增韧的尼龙66合金。PA66和EVA是不相容的，界面形态很差。PA66和EVA-g-MAH在熔融共混过程中发生了原位化学反应，生成的共聚物改善了分散相在基体中的分散状况，使得两相的相容性提高。同时它还增强了两相界面的结合力，使得应南京工业大学硕士学位论文KH690和以69四种有机硅烷偶联剂在PA66ffiVA涪一MAH／绢云母体系中的偶联效果，用KH－570处理过的绢云母填充的共混体系的界面形态和综合性能最好。通过对绢云母含量对改性尼龙66体系拉伸性能、冲击强度、弯曲强度以及热变形温度等性能指标影响的综合分析，发现绢云母含量为20Wt％时体系的综合性能最好。含量过低，则绢云母增强的作用不明显；过高，则体系韧性下降过大。共混体系的SEM照片显示绢云母的粒度越小，其在树脂基体中分散的越均匀，改性效果更好。1500目体系的弯曲强度比800目体系增加了30Wt％；缺日冲击强度则提高了1倍多。绢云母的粒度越小，PA66／EVA它一MAH／绢云母体系的综合性能越好。

全文目录

摘要  7-10
ABSTRACT  10-14
第一章文献综述  14-42
  1.1 尼龙的共混改性  14-21
    1.1.1 尼龙的增韧  14-17
    1.1.2 尼龙的增强  17-19
    1.1.3 增强增韧尼龙  19-21
  1.2 聚烯烃接枝马来酸酐作为增容剂的应用  21-30
    1.2.1 接枝物的制备  21-22
    1.2.2 应用  22-30
  参考文献  30-42
第二章乙烯-醋酸乙烯酯共聚物接枝马来酸酐的制备与表征  42-57
  2.1 前言  42-44
    2.1.1 乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的结构与性能  42-43
    2.1.2 EVA作为冲击改性剂增韧尼龙66  43-44
  2.2 实验部分  44-46
    2.2.1 原料  44-45
    2.2.2 接枝物的制备  45
    2.2.3 接枝物的纯化  45
    2.2.4 接枝率的测定  45
    2.2.5 熔体流动速率(MFR)的测定  45-46
    2.2.6 红外光谱分析  46
  2.3 结果与讨论  46-54
    2.3.1 EVA中VA基团含量对接枝反应的影响  46-47
    2.3.2 不同引发剂对接枝反应的影响  47-48
    2.3.3 引发剂用量对产物接枝率和熔体流动速率的影响  48-49
    2.3.4 马来酸酐用量对接枝反应的影响  49-51
    2.3.5 反应温度对接枝反应的影响  51
    2.3.6 螺杆转速对接枝反应的影响  51-52
    2.3.7 接枝产物的傅立叶红外光谱表征  52-53
    2.3.8 EVA熔融接枝MAH机理的探讨  53-54
  2.4 结论  54-55
  参考文献  55-57
第三章尼龙66／EVA-g-MAH共混增韧体系的研究  57-82
  3.1 前言  57-58
  3.2 实验部分  58-59
    3.2.1 原料  58
    3.2.2 仪器设备  58-59
    3.2.3 试样制备  59
    3.2.4 缺口试样简支梁冲击强度的测试  59
    3.2.5 拉伸性能的测试  59
    3.2.6 试样热变形温度的测试  59
    3.2.7 试样弯曲强度的测试  59
    3.2.8 扫描电镜(SEM)分析  59
    3.2.9 接枝率的测定  59
  3.3 结果与讨论  59-78
    3.3.1 EVA和EVA-g-MAH对共混体系的界面形态和力学性能的影响  59-64
    3.3.2 接枝物含量对界面形态和力学性能的影响  64-70
    3.3.3 三种改性聚烯烃增韧PA66效果的对比  70-72
    3.3.4 尼龙66共混物的熔融结晶行为  72-78
      3.3.4.1 EVA和EVA-g-MAH对共混物熔融结晶行为的影响  72-74
      3.3.4.2 接枝物含量不同的共混物的熔融结晶行为  74-76
      3.3.4.3 不同品种的EVA-g-MAH对共混物熔融结晶行为的影响  76-78
  3.4 结论  78-79
  参考文献  79-82
第四章 PA66／EVA-g-MAH／无机填料共混体系的研究  82-104
  4.1 前言  82-84
    4.1.1 有机硅烷偶联剂的结构  82-83
    4.1.2 有机硅烷偶联剂的作用机理  83
    4.1.3 云母  83-84
  4.2 实验部分  84-85
    4.2.1 原料  84
    4.2.2 仪器设备  84-85
    4.2.3 绢云母的处理  85
    4.2.4 试样的制备  85
    4.2.5 缺口试样简支梁冲击强度的测试  85
    4.2.6 拉伸性能的测试  85
    4.2.7 试样热变形温度的测试  85
    4.2.8 试样弯曲强度的测试  85
  4.3 结果与讨论  85-101
    4.3.1 填料用偶联剂处理后对体系界面形态和力学性能的影响  85-89
    4.3.2 偶联剂种类对改性尼龙66体系界面形态和性能的影响  89-91
    4.3.3 绢云母的用量对改性尼龙66体系界面形态和性能的影响  91-99
    4.3.4 绢云母细度对改性尼龙66体系界面形态和性能的影响  99-101
  4.4 结论  101-102
  参考文献  102-104
第五章结论与展望  104-108
致谢  108

EVA熔融接枝马来酸酐及其增韧尼龙66改性体系的研究

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