sPSPA6SsPS-Zn塑料合金的研究

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2018-05-07 14:16:47

<1主要原料°C,DSC方法测定)按制备。PA6为岳阳化工总厂锦纶分厂产品(MMn=°C1sPS/PA6/SsPS~Zn塑料合金的力学性能由于sPS和PA6两组分之间相容性差,sPS/PA6合金力学性能差。采用SsPS-Zn作为增容剂,可明显改善sPS和PA6组分间的相容性,显著提高力学性能。表1列出了sPS/PA6/SsPS-Zn三组分塑料合金的力学性能。

  由表看出,sPS/PA6/SsPS-Zn合金的冲击强度随增容剂SsPS-Zn用量的变化出现峰值,组成为80/ 20/5时,冲击强度最大。进一步增加增容剂用量,冲击强度反而下降。这说明各组分间的相容性太好或太差都对冲击强度的提高不利。相容性太差,两相粘合力不足;目容性太好,分散相颗粒太小,甚至形成均相,也不会产生很好的增韧效果。Baer〔6〕在研究PVC/NBR共混物的力学性能时曾得到类似结论。

  他发现当NBR中丙烯腈(AN)含量在0%由表中可见sPS/PA6/ SsPS-Zn中PA6和sPS各自的相对结晶度(Xc)均随SsPS-Zn用量增加而明显降低,这表明sPS和PA6间相容性提高,两组分的非结晶相之间存在互相渗透,起到了相互稀释的作用。此外,合金中PA6组分的熔点(Tm)也随SsPS-Zn用量增加而降低,说明SsPS-Zn和PA6之间存在相互作用,PA6分子链段运动受到限制,阻碍了晶体生长,并生成不完整晶体。不过sPS组分的Tm熔融峰,约为254表2中各组分的相对结晶度(Xc)值按下式计算:变化较小,但其结晶形态发生了改变,变为a晶型和P晶型共存。poly而sPS/PA6中,sPS组分主要为a晶型,sPS/PA6的tanS~T图中出现两个清晰的tanS峰()分别对应于合金中PA6相的a转变(Tspa6)和sPS相的a转变(TgsPS)。表3为的分析结果。

  在sPS/PA6/SsPS-Zn中,随着SsPS-Zn用量增加,发现PA6相的a转变峰逐渐向sPS相的a转变峰靠拢,并且PA6相的a转变峰变宽,形成一个较宽的“平台”。这说明该合金为多相结构,即由连续相sPS富集相、分散相PA6富集相和界面相构成,界面相是在SsPS-Zn作用下由交错分布的sPS和PA6的微区构成。Lipotav等〔12〕认为,由于这种小尺寸的微区的存在,组成共混体系的聚合物的玻璃化转变区便可能变宽。DMA结果表明,SsPS-Zn能显著提高合金中sPS和PA6两组分之间的相容性。

  前面DSC的分析结果表明,合金中PA6组分的相对结晶度随SsPS-Zn加入量的增加显著降低,同时sPS组分的相对结晶度也有所降低。合金中PA6组分和sPS组分结晶度降低导致储能模量(i)降低。的结果说明了这点。从sPS/PA6/SsPS-Zn的T图中可看出,在合金组成为sPS/PA6/SsPS-Zn6C;Tf现较小的形变(小于2%)此温度范围对应于合金中sPS组分的玻璃化转变区,相应的形变是由sPS非晶区中分子链段轻微运动引起的,同时形变因受结晶结构的限制而较小。随着温度的提高,合金在T2约16%的形变量(记为Strain(T2-3))。由于纯PA6的Tf约为200 massra-于PA6的结晶区熔融造成的。由于主体是高熔点(270-Q)tio)polymeraUoys由于SsPS-Zn引入后,各组分间的相容性增加,一方面使PA6组分的Tm和Xc显著降低(见前面DSC研究结果)。因而使合金的TkT2降低。另一方面使sPS和PA6分子链间相互缠结加剧,使合金的T3略有升高;T2和T3之间的形变量减小。TMA结果表明,sPS/PA6/SsPS-Zn基本上保持了纯sPS优良的耐热性能和力学性能。

  是不同组成的sPS/PA6/SsPS-Zn经液氮冷冻后冲击断面的SEM图。当向sPS/PA6中加入少5份)后,合金的形态结构已发生了很大变化,分散相PA6的粒径明显变小,粒径分布变窄,约在16SsPS-Zn和PA6之间相互作用分析50)样品在3000~3550cm1区域内的FTIR图以及差谱图。图中纯PA6在约3300cm1处有一个较强吸收峰,该峰可归属为N-H键在氢键作用存在时的吸收峰〔13,此外在3 060cm1还有一个较弱吸收峰,该峰为酰胺基的泛频振动吸收峰〔14〕当SsPS-Zn加入PA6中后,3 300cm1处吸收峰变宽并且向低波数方向移动。这说明PA6的酰胺基团和SsPS-Zn的磺酸锌基团之间存在强烈相互作用,使PA6分子间或分子内的氢键作用减弱,因而使N|H键吸收峰向低波数方向移动。同时吸收峰变宽,说明离聚物的加入使PA6分子间氢键作用减弱,因而使体系中“自由”的NDH键的数目增加。此外,另一变化是共混物中PA6在约3060cm1处的较弱吸收峰移向高波数,是由于Zn2 和酰胺基(ONH)的NDH之间存在特殊相互作用〔15〕即Zn2 和酰胺基(CONH)的N上孤电子对之间的配位作用,并且金属离子和酰胺基氮之间的配位作用的强弱与金属阳离子的种类有关,一般强弱顺序为:Zn2 >Cu2 图中纯SsPS-Zn离聚物SO3D阴离子的对称(7s)和非对称(7a)伸缩振动吸收峰分别为7s= 035cmD1处,而Y吸收峰在约1 1处分裂的双峰消失。这是由于PA6的酰胺基对磺酸锌基团的金属锌阳离子的极性吸引作用所致〔15〕这也说明PA6的酰胺基中羰基氧和胺基氮上的电子对和磺酸锌基团的金属锌阳离子之间存在络合作用。

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