PTT/PF改性PA66的制备及其吸水性能研究

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尼龙66(PA66)主要应用在合成纤维和工程塑料领域,其力学性能、耐腐蚀、耐磨性以及自润滑性等性能较为优异。PA66的缺点主要是其吸水率高、尺寸稳定性差等。为了改善PA66的吸水性,本文采用三种方法对其进行了改性研究。(1)采用聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)与PA66共混制备合金的方法降低PA66的吸水率,同时在PTT/PA66体系中加入POE-g-MAH对其进行增容改性。实验结果表明,当PTT的添加量为20%时,PA66的24h吸水率以及平衡吸水率分别下降了44.1%、40.4%。扫描电子显微镜(SEM)分析表明,当加入3%的POE-g-MAH时,PTT分散相的粒径从未加相容剂时的3.98μm减小到0.69μm,PTT/PA66的相容性得到显著提升。PA66/PTT/POE-g-MAH在质量比为80:20:3时具有较好的综合性能,此时,其24h吸水率以及平衡吸水率分别比纯PA66下降了44.1%和40.4%,拉伸强度和弯曲强度分别下降了17.3%、20.4%,而冲击强度增加了13.3%。(2)通过添加酚醛树脂(PF)降低PA66的吸水率,同时在PF/PA66体系中加入纳米SiO2对其进行增强改性。实验结果表明,当添加10%的PF时,PA66的24h吸水率以及平衡吸水率分别下降了51.92%、57.74%。红外光谱显示,采用KH560处理的纳米SiO2其表面具有KH560的特征峰;透射电子显微镜(TEM)显示,改性的纳米SiO2粒径在50nm左右。随着纳米SiO2含量的增加,PF/PA66的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度都有不同程度的提高。PA66/PF/纳米SiO2在质量比为90:10:4时具有较好的综合性能,此时其24h吸水率和平衡吸水率分别比纯PA66下降了52%、59.8%,拉伸强度和弯曲强度分别下降了8.7%、14.2%,而冲击强度提高了3.3%。(3)采用磷酸溶液、SiO2涂膜法以及K2Cr2O7/浓H2SO4溶液表面处理的方法降低PA66的吸水率。SEM结果表明,磷酸处理的PA66表面具有分布均匀的微纳米相结合的线簇结构,并且簇与簇之间形成了很多细小的孔隙结构;SiO2涂膜法在PA66表面形成了疏水性薄膜,表面具有纳米级别单一的凸起结构;K2Cr2O7/浓H2SO4溶液氧化处理PA66表面,可以得到微米级的片层结构和纳米级别的网状凹坑结构,该结构中存在着大量的孔隙。经低表面能物质有机硅修饰后,三种方法得到的PA66表面静态接触角分别为124.8、115.8、124,24h吸水率分别为0.241%、0.278%和0.25%。三种表面处理方法均能使PA66呈现一定的表面疏水性能。在以上三种方法中,通过添加PF以及磷酸溶液处理、K2Cr2O7/浓H2SO4氧化处理能够有效地降低PA66的吸水率,并且对PA66的力学性能等影响较小。
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