1、 目 錄摘要II關鍵詞IIAbstractIIIKey wordsIII1.文獻綜述11.1 PP的簡介11.2 PP的改性研究進展11.3 PA6的簡介及應用21.4 PP/PA6共混物的研究進展31.5 POE-g-GMA的應用41.6本課題研究的主要目的以及意義62實驗62.1主要原料62.2主要儀器和設備72.3試樣制備72.4測試與表征83.結果與討論103.1 POE-g-GMA及純POE的紅外分析：103.2接枝率的測定分析：113.3 PP/PA6共混物力學性能分析：123.4 POE-g-GMA接枝PP/PA6共混物力學性能分析：143.5 PP/PA6共混物及PP/PA6/

2、POE-g-GMA共混物力學性能比較164 結論17參考文獻18致謝20POE-g-GMA的制備及其增容PP/PA6共混物的性能研究摘要：采用熔融法制備乙烯-辛烯共聚物接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯(POE-g-GMA)。利用紅外光譜法和化學滴定法對接枝物進行結構表征及接枝率的測定。并將POE-g-GMA作為相容劑對PP/PA6共混物的力學性能的影響進行研究。研究結果表明：在PP/PA6共混物中加入適量的PA6可以提高PP的拉伸強度，當在PP/PA6共混體系中加入相容劑POE-g-GMA，不僅能夠改善PP/PA6共混物的相容性，而且能夠使PP/PA6共混物在保持較高拉伸強度和彈性模量的同時，大幅度地

3、提高共混物的缺口沖擊度和斷裂伸長率，與純PP相比提高幅度顯著增大。關鍵詞：乙烯-辛烯共聚物；甲基丙烯酸縮水甘油酯；熔融接枝；化學滴定法；力學性能Preparation of POE-g-GMA and Its Application Study on Toughening PP/PA6composite membranesAbstract: The copolymer of GMA grafting POE was prepared by melting process in a co-rotating twin-screw extruder.The character and graft y

4、ield of the copolymer were studied by FTIR and titration. polyanide6 blends were studied. And the effect of mechanical properties of POE-g-GMA as a compatibility agent on PP/PA6 blends was studied. Research results showed that the addition of appropriate amount of PA6 in the blends of PP/PA6 can imp

5、rove the tensile strength of PP, when the addition of the compatibility POE-g-GMA in PP/PA6 blend system, not only can improve the compatibility of PP/PA6 blends, and can make the PP/PA6 blends while keeping high tensile strength and modulus of elasticity at the same time, greatly improve the notche

6、d impact and the elongation at break of the blends, compared with pure PP improve significantly increased. Key words: ethylene/octane copolymer；glycidyl methacrylate；melt grafting；chemical titration；structure proper；1.文獻綜述1.1 PP的簡介聚丙烯英文名稱：Polypropylene，簡稱：PP，俗稱：百折膠。聚丙烯是聚-烯烴的代表，由丙烯聚合而制得的一種熱塑性樹脂，其單體是丙

7、烯CH2=CHCH3。在汽車工業、家用電器、電子、包裝及建材、家具等方面具有廣泛的應用，聚丙烯是一種性能優異的聚烯烴材料，自1957年由意大利的Montecatini公司實現工業化以來，它是五大通用熱塑性樹脂中發展歷史最短、增長最快的品種。聚丙烯之所以能獲得如此迅速的發展，有以下幾個方面的原因：（1）綜合性能優良，性能范圍寬；（2）無毒害、易回收，具有環保優勢；（3）丙烯原料來源豐富、廣泛；（4）生產能耗低，低于任何一種樹脂品種，污染少；（5）生產工藝簡單、經濟，且具有多方面的適應性（可以市場要求生產不同性能、牌號的產品）。聚丙烯也存在低溫脆性、機械強度和硬度較低、成型收縮率大、易老化耐溫性差

8、等缺點，這大大限制了PP的推廣和使用。隨著工藝的改進和新型催化劑的開發，市場上出現了全新的PP新品種。與傳統PP相比，它們在抗沖性、剛性、透明性、光澤、阻隔性等方面的優勢，不僅在傳統PP領域發揮作用，而且也向汽車、機械、運輸、工程等領域滲透1。1.2 PP的改性研究進展目前，無論國內外關于PP共混改性的研究都已非常活躍。但是理論性的突破仍是未解之謎，國內與國外相比，還有一段相當的距離，因此，針對PP不同性能需求對PP進行必要的改性，PP的改性技術一般有以下幾種方法：接枝和交聯改性，填充改性，共混改性，阻燃改性，抗老化改性，改變晶型等2。為此，從七十年代中期以來，國內外許多學者對PP的改性進行了

9、大量的研究，特別是近年來，隨著汽車、家電等行業對各種專用料的需求不斷增長，PP的改性研究更為活躍。PP的生產及應用近年來發展十分迅速，其市場競爭也日趨激烈。國際市場的競爭對國內市場也產生相當大的影響，對于這種影響，我們應積極響應并采取相應的對策，提高國內的生產能力并擴大市場應用，使國內PP的生產與應用緊隨世界發展潮流。PP的改性技術已成為使其工程化、功能化和精細化的重要手段。從近年的發展看，PP的改性技術的發展主要集中于以下兩點：（1）相容劑技術是目前塑料合金開發研究的核心。由于幾乎所有常見大品種樹脂與PP均不相容，因此，適于制備PP合金的界面相容劑的開發是PP高性能化的重要途徑。目前開發的熱

10、點是用馬來酸酐和丙烯酸接PP，接枝賦予PP極性后便可與聚合物共混制成各種合金。如Shell公司開發的馬來酸酐改性熱塑彈性體（TPE）相容劑已成功用于制備PA/PP合金，這種合金具有PA的耐熱性和耐化學藥品性，并同時具有PP的吸濕性和低成本性。（2）各種改性技術的復合化單純的填充、共混、接枝等改性技術往往在提高單項性能的同時，會導致其他性能的大幅度下降，因此，各種改性技術的復合化已成為新的研究熱點。PP/GF/Rubber體系便是成功的一例。普通玻纖增強PP雖然具有很高的剛性、硬度和拉伸強度，但沖擊強度很低，加入彈性體并同時加入交聯劑，結果達到了增強/增韌互穿聚合物網絡動態交聯技術的協同作用，實

11、現了剛性和韌性的最佳匹配。1.3 PA6的簡介及應用PA6又名尼龍6，是半透明或不透明乳白色粒子，化學穩定性好，具有熱塑性、輕質、韌性好和耐磨性好等特性，廣泛應用于工程領域。PA6是極性聚合物，具有良好綜合性能，如沖擊強度和拉伸強度高，尼龍6是工程塑料3中開發最早的品種，也是目前聚肽胺塑料中產量最大的品種之一。尼龍6本身具有耐磨、耐油、潤滑、絕緣、力學性能優良、抗震吸音、耐弱酸堿等優良的加工性能4，但普通尼龍6也存在著干態和低溫沖擊強度低的缺陷，使其應用受到一定的限制，不能滿足汽車、電子、機械等行業對材料高韌性的需求。國內外通過多種方法對普通尼龍6進行增韌改性，增韌后的尼龍6廣泛應用于交通、電

12、子電器、消費品、機械工業和其他行業。尼龍作為假韌性塑料，本身韌性較好，但是對缺口沖擊性較敏感，為了改善其缺口沖擊韌性，加入彈性體是一種簡便有效的方法。通常采用聚烯烴彈性體增韌方法制備高韌性尼龍6，也是目前增韌尼龍6的最主要開發方向。為了獲得較高的韌性，必須選擇適當的彈性體，適宜的相容劑及用量、沖擊改性劑用量等。無機非彈性體增韌尼龍6具有較好的剛性、韌性平衡，其發展前景好。隨著汽車、電子電器、機械等行業的發展，高韌性、高強度、多功能的尼龍6應用范圍會越來越廣，需求量將會繼續增大。目前，PA6工程塑料被廣泛用于汽車工業、機械工業、電子電氣、日用產品及化工建材業等方面。在國外，PA6的開發和應用發展

13、迅速，產品品種牌號多，在國民經濟中占有越來越重要的地位，汽車塑料化已成為汽車工業發展水平的標志之一。在國內，PA6工程塑料消耗量相對較少，國產產品僅為總消耗量的8%左右，生產能力的缺口相當大。隨著國內PA6生產能力的提高及我國汽車、機械、電子電氣工業的發展，開發和生產具有特殊性能、能滿足市場需求的PA6工程塑料產品成為市場的熱點。1.4 PP/PA6共混物的研究進展PP具有強度高、密度小、耐熱性好、易加工及廉價等優點，但是由于聚丙烯的線性鏈結構，表面活化能低，導致其親水性、抗靜電性、染色性、印刷性以及與極性材料的相容性差，這些缺點限制了PP在許多領域的應用，為了長期使用并擴大應用范圍，須對聚丙

14、烯塑料進行改性聚丙烯的改性，根據其結構分化學改性和物理改性5。PA6具有較高的強度、耐磨性和抗疲勞性，抗沖擊性能較好，廣泛應用于工程領域6。尼龍6是PA中最堅韌的一種，它具有彈性好、沖擊和拉伸強度高、耐磨和加工流動性好等優點，但是吸水性大、吸水后沖擊強度和彈性模量下降、形狀和尺寸穩定性變差等缺點。PP是非極性聚合物，有優良的綜合性能，是應用廣泛的通用塑料之一，但是有較大的球晶，球晶界面易出現晶界缺陷和裂紋，低溫容易脆裂，成型收縮率大等缺點。然而PA6是極性聚合物，具有良好綜合性能，但是由于PA6吸水率大，影響制品的尺寸穩定性和電性能。近幾年來，通用塑料工程化是聚合物改性的一大研究熱點，PP/P

15、A6共混體系正是其中的研究熱點之一7。所以我們將適量的PP和PA6共混克服它們固有的缺點，性能上取長補短,拓寬PP的應用領域。因此，對于PP與PA6共混8，人們進行了大量的研究9。但PP是一個非極性的高聚物，在大分子鏈上無可反應的基團，其溶解度參數為8.2-9.2，而PA6大分子鏈節中含有酰胺基團，是一個極性很強的聚合物，其溶解度參數達12.7，因此，PP與PA6是嚴格的不相容體系。目前，研究較多的是向PP/PA6共混體系中加入增容劑10，增容劑能與PA6在共混過程中就地生成具有增容作用的共聚物，實現PP與PA6相容性共混11。但其共混體系的性能受很多因素的影響。對于PA6增容改性12方面，國

16、內外進行了大量研究，常用增容劑的研究已經比較成熟且得到了較好的效果。目前解決相容性的主要方法還是加人帶反應性官能團的增容劑與PA6和PP共混，使增容劑與PA6在共混過程中生成具有增容作用的共聚物，實現PA6與PP相容性共混，進而影響PP/PA6共混物的微觀結構和性能。原位增容PP/PA6共混物因工藝簡單，成本低，受到了關注，但其容易導致PP的降解，采用合適的工藝路線減少PP的降解而又能保證增容效果是原位增容PP/PA6共混物的研究方向。對于PP/PA6共混物的研究大多局限于二元體系上，工業技術期待能夠研制PP/PA6與無機填料或其它物質復合的多元共混體系，使復合材料具有更加優異的性能，以便PP

17、/PA6共混物應用更加廣泛。早期的研究者認為，共混過程中增容劑發生了遷移，分布到了PP和PA6兩相界面上，減小了兩相界面張力，產生了一種強的物理相互作用，與液-液不相容體系的乳化機制相似。后來研究者發現，增容劑能與PA6反應生成新的共聚物，正是該共聚物對PP/PA6起實質性的增容作用，即通過相間的化學反應，產生類似于聚合物-玻纖或礦物填料的偶聯機制，增容劑可視為一種聚合物化學偶聯劑。已研究的增容劑主要是一些含有羧基、羥基、環氧基和酯基等的共聚物13。這些共聚物都含有能與PA6中的氨基發生化學反應的極性基團，共混過程中形成的接枝共聚物與PP和PA6都有良好的相容性14，由此改善了兩相間的表面性質

18、，提高了相界面粘結，以改善兩者的相容性。1.5 POE-g-GMA的應用 聚烯烴彈性體(POE)15是美國DOW化學公司以茂金屬為催化劑開發成功的具有窄相對分子質量分布和窄共聚單體分布,結構可控的新型熱塑性聚烯烴彈性體16，其辛烯含量為20%-30%，POE主鏈是飽和的，具有優異的耐老化和耐紫外線性能，且密度較低，相對分子質量分布非常窄，有一定的結晶度。其結構中結晶的聚乙烯(PE)存在于無定形共聚單體側鏈中，結晶的PE鏈節作為物理交聯點承受載荷，非晶態的乙烯和辛烯長鏈提供彈性，這種特殊的形態結構使得POE具有特殊的性能和廣泛的用途。POE既可用作橡膠，又可用作熱塑性塑料，還可用作塑料的抗沖擊改

19、性劑。主要應用領域是電線電纜、汽車部件、織物涂層、增韌劑等。POE具有優異的力學性能、流變性能和耐紫外光性能；此外，還具有與聚烯烴親和性好、低溫韌性好、穩定性、抗老化性、性能價格比高等優點，POE可作為聚丙烯，聚碳酸醋(PC)和高密度聚乙烯(HDPE)良好的改性劑17，因而被廣泛應用于塑料改性18，但是POE的非極性限制了它的進一步應用。對POE進行反應接枝改性19，可以改善它與極性高聚物的界面親和性，接枝改性產物具有很好的增容效果，大大拓寬POE的使用領域，另外增加對POE接枝改性以及與POE形成共聚物的研究，進一步提高POE與塑料基體之間的相容性，可以擴大其在塑料領域中的應用。隨著改性技術

20、的發展，單純的共混、接枝、加入增容劑等改性技術呈現了一定的局限性，單項性能的提高通常會導致其它性能的降低，因此將各種改性技術復合，從而制備出綜合性能優異的材料是研究的熱點。相信隨著廣大科研人員的研究和開發，POE將在更廣闊的領域中得到應用。POE與塑料共混可以在較低的含量下達到脆-韌轉變，減少共混體系強度和彈性模量的損失，隨著研究的深入和工業化的發展，POE在塑料改性中的應用將會越來越廣。GMA幾乎無毒且沸點較高，其分子中含有雙鍵、羰基和環氧基，是常用的接枝單體，其接枝產物在工程塑料的共混改性中發揮了MAH接枝產物所不能取代的重要作用。蔡洪光等20采用熔融接枝法制備了POE-g-GMA，研究結

21、果表明：隨著GMA用量的增加，POE-g-GMA的接枝率逐漸提高，熔體流動速率逐漸下降；隨著引發劑用量的增加，接枝率也隨之提高；同時隨著反應溫度和反應時間的變化，接枝率隨之變化。將POE-g-GMA作為增韌劑，分別加入到聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、PBT中，可以顯著提高這兩種材料的韌性，得到“超韌”共混物；郭建兵等21的研究表明，隨著POE-g-GMA含量的增加，POE-g-GMA在PBT基體中的尺寸更小，PBT的結晶度逐漸降低。同樣有研究表明，POE-g-GMA與PP/APP(多磷酸銨)共混后，無論在高溫還是低溫狀態下，混合物的韌性都得到提高，且POE-g-GMA的加入提高了PP/APP

22、的結晶速率，降低了其結晶溫度及最終結晶度。相信隨著廣大科研人員的研究和開發，POE-g-GMA將在更廣闊的領域中得到應用。1.6本課題研究的主要目的以及意義通過高分子物的共混可以改變高分子物的物理機械性能、改善加工性能、降低成本和擴大使用范圍的作用。由于非極性的聚丙烯與極性的聚酰胺的相容性差，采用簡單共混制備的共混物會產生明顯的分相共混物性能劣化，失去使用價值。本課題采用熔融接枝的方法制備乙烯-辛烯共聚物接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯，將其作為PP/PA6共混物體系的相容劑22，并探討其增容機理，研究POE-g-GMA對PP/PA6共混物力學性能的影響，通過對POE-g-GMA的制備及其增容PP/P

23、A6共混物的力學性能進行分析，來探討POE-g-GMA作為PP/PA6共混物的相容劑能顯著提高共混物的力學性能。2實驗2.1主要原料名稱級別生產廠家POE工業用料美國DOW公司二甲苯分析純武漢華飛試劑廠丙酮分析純國藥集團化學試劑有限公司甲醇分析純國藥集團化學試劑有限公司氫氧化鉀分析純國藥集團化學試劑有限公司PA6工業用料集盛企業股份有限公司PP工業用料武漢石油化工有限公司過氧化二異丙苯化學純國藥集團化學試劑有限公司苯乙烯分析純天津市大茂化學試劑廠乙醇化學純國藥集團化學試劑有限公司甲基丙烯酸縮水甘油酯分析純梯希愛化成工業發展有限公司酚酞分析純沈陽市試劑廠鹽酸分析純武漢市化學試劑廠甲苯分析純武漢市

24、江北化學試劑有限責任公司無水乙醇分析純天津市津東天正化學試劑廠2.2主要儀器和設備名稱型號生產廠家密煉機SU-70常州溯源橡塑科技有限公司平板硫化機30T青島金港機械有限公司萬能試驗機AG-IC日本島津簡支梁沖擊試驗機XJJ-50承德大華試驗機有限公司電熱恒溫鼓風干燥箱DNG-9240上海精密實驗設備有限公司電子天平BS124S北京賽多利斯儀器系統有限公司智能型傅立葉紅外光譜儀Nicolet380美國熱電尼高力公司分析天平Model BS110S型北京賽多利斯天平有限公司2.3試樣制備2.3.1 POE-g-GMA的制備將POE、GMA 、St和DCP按表1所示含量配比并混合均勻，溫度控制在1

25、80，轉速為30r/min，在密煉機上混煉5min左右，然后將POE-g-GMA接枝物取出，切碎成顆粒待用。表1 POE、GMA St和DCP配比含量POE（g）GMA（g）St（g）DCP（g）502.5 2.50.12.3.2 POE-g-GMA的純化在80條件下將接枝物POE-g-GMA用二甲苯完全溶解，加熱回流4h，然后趁熱把丙酮倒入溶液并用布氏漏斗減壓抽濾，目的是除去沒有參加反應的GMA以及進行均聚的GMA等雜質，把沉淀物取出來放在丙酮里抽提2h，重復以上操作2次，充分地提純接枝物POE-g-GMA,最后把接枝物溶解于二甲苯，再次用丙酮萃取來提純。然后80條件下在電熱恒溫鼓風干燥箱中

26、烘12小時。2.3.3 PP/PA6共混物的制備預先將PA6在80下真空干燥至少8h，然后與一定量PP混合，然后在240下分別熔融共混。制備標準試樣用于拉伸和抗沖擊等力學性能的測試。表2 PP/PA6配比含量實驗號PP含量（g）PA6含量（g）110002955390104851558020675252.3.4 POE-g-GMA接枝PP/PA6共混物的制備通過分析將2.3.3制備出的PP/PA6共混物性能最差的一組進行接枝，通過分析得PP含量為90g，PA6含量為10g這一組性能最差，按表3所示量配比。然后在240下分別熔融共混，制備標準試樣用于力學性能的測試。表3 POE-g-GMA/PP

27、/PA6配比含量實驗號PP含量（g）PA6含量（g）POE-g-GMA含量（g）190100288.29.82386.49.64482.89.28575.68.416661.26.8322.4測試與表征將純化后的POE-g-GMA，及純POE在190下熱壓制成薄膜，用傅里葉紅外光譜儀對其進行表征。并用POE做空白對照。2.4.1 用化學滴定法測定接枝物的接枝率（1）稱取0.5g純化后的POE-g-GMA置于錐形瓶中，將其溶于70 ml甲苯中，待樣品充分溶解后，用移液管移取適量的KOH-乙醇標準溶液，在80水溶液中回流30min，稍冷后一邊充分搖動錐形瓶一邊加入適量的0.1mol/L的HCl-異

28、丙醇溶液，以酚酞為指示劑，趁熱用0.1mol/L KOH-乙醇溶液滴定至終點，同時做空白試驗，方法是在不加接枝物用酚酞作指示劑時，記錄數據并計算接枝率23。 接枝率：按下式計算： (1) 式中：C為KOH-乙醇標準溶液的濃度(mol/L)；V0為空白滴定消耗的標準溶 液體積(ml)；V1為滴定消耗的標準溶液體積(ml)；142.15為GMA的相對分了質量；m為純化樣品的質量(g)。（2）接枝率的測定原理：采用酸堿滴定法，通過測定樣品的酸值來計算接枝率。將POE-g-GMA溶于甲苯中，待其完全溶解后，加入KOH-乙醇標準溶液，目的是使酸酐和堿充分反應，然后向體系中加入過量的HCl-異丙醇溶液，以

29、酚酞為指示劑，用堿滴定至終點。2.4.2 PP/PA6共混物及PP/PA6/POE-g-GMA力學性能測定（1）取下PP/PA6的復合膜，按標準用切刀將樣品切成啞鈴狀，用游標卡尺分別測出樣條寬度和厚度（單位mm），然后在萬能試驗機上進行拉力測試，拉伸速度20mm/min。按照要求分別記下最大值應力，彈性模量，行程。根據國標（GB/T 1040-92），拉伸強度按下式計算：（其中d為樣品的厚度，b為樣品寬度，單位mm。L-L0為斷裂時的行程，=25mm為原始長度。）拉伸強度： (2)斷裂伸長率 (3)（2）缺口沖擊性能的測試：簡支梁缺口沖擊強度按GB/T 1043.1-2008測試。沖擊強度按下

30、式計算： (4)式中：Akv為度盤上讀出的沖擊樣品所消耗的功，單位：焦耳 b為樣品寬度，單位mm d為樣品的厚度，單位mm3.結果與討論3.1 POE-g-GMA及純POE的紅外分析：圖1（a）POE 和（b）POE-g-GMA的紅外光譜圖 圖1 POE和POE-g-GMA光譜圖中在2197 cm-1和2849cm-1處出現了-CH3吸收峰，在1465 cm-1和719 cm-1處出現了-CH=CH2吸收峰，而POE-g-GMA在1725 cm-1處出現了C=O的明顯吸收峰，而POE中并沒有出現此峰。 與純的光譜圖對比后可知，提純后的接枝物在1725cm-1處之所以出現了C=O的明顯的吸收峰，

31、純POE中并無以上特征吸收峰，這是GMA分子中羰基伸縮振動峰，說明GMA已接枝到POE的分子鏈上。3.2接枝率的測定分析：表4 通過化學滴定可知：V0 (mL)V1 (mL)C (mol/L)m (g)72.271.90.10.5由接枝率公式可算出：即用化學滴定法所測的接枝物的接枝率為0.85%。據相關的文獻24用化學滴定法所測的接枝物的接枝率存在一定的誤差可能是由于以下兩點原因25：（1）由于滴定是趁熱的情況下完成的，在滴定的過程中溫度一直在下降，而高溫使指示劑的變色范圍移至較低的pH值，低溫又移至較高的pH值。（2）滴定過程中可能產生了絮狀沉淀物（肉眼不一定看得見）以至于有色指示劑和NaO

32、H被沉淀物包裹而導致顏色變化不明顯。3.3 PP/PA6共混物力學性能分析：圖1是PA6用量對PP/PA6共混物拉伸強度和斷裂伸長率的影響，從圖1中可以看出，隨PA6含量的增加，PP/PA6復合材料的拉伸強度和斷裂伸長率都呈降低趨勢，但拉伸強度的降低幅度不大，而斷裂伸長率的降低幅度較為明顯，在PA6含量為10wt.%時，拉伸強度達到最大；當PA6用量進一步增加時，復合材料的拉伸強度呈下降趨勢。然而隨PA6含量的增加，PP/PA6復合材料的斷裂伸長率明顯降低，當PA6的含量小于5wt.%時，降低幅度比較大，當PA6的含量大于5wt.%時，PP/PA6復合材料的斷裂伸長率仍呈下降趨勢，但幅度不大，

33、當PA6的含量為20wt.%時，斷裂伸長率降到最低，之后緩慢上升。這是因為當PA6用量較少時，PP是連續相，PA6是分散相，少量的PA6可作為增強材料加入到PP中，起到增強劑的作用；而當PA6用量較多時，由于PP為非極性聚合物，PA6為極性聚合物，二者是不相容體系，所以不能形成均一的連續相，固使得體系性能下降。圖1 PP/PA6共混物的拉伸強度和斷裂伸長率曲線圖2 PP/PA6共混物缺口沖擊強度曲線 圖2是PA6用量對PP/PA6共混物的缺口沖擊強度的曲線。由圖2可知隨著PA6含量的增加，PP/PA6共混物的缺口沖擊強度呈下降趨勢且降幅較大，當PA6的含量達到10wt.%時，PP/PA6共混物

34、的缺口沖擊強度降到最低，之后隨著PA6含量的增加，PP/PA6共混物的缺口沖擊強度也隨著緩慢增加，當PA6的含量達到15wt.%時，PP/PA6共混物的缺口沖擊強度又隨著PA6含量的增加呈下降趨勢但幅度不大。由圖可以看出，PP/PA6共混物的缺口沖擊強度隨著PA6含量的增加先逐漸降低然后緩慢增加26又降低這樣一個趨勢。這主要是因為PP/PA6為典型的不相容體系，兩相間界面張力大，界面黏結力弱；另外PA6的韌性和強度都很高，PA6用量的增加可以提高改性PP的韌性和強度。但由于尼龍是極性聚合物而PP是非極性聚合物, 所以隨著尼龍用量的增加, 兩相相容性變差, 改性PP的各項性能又出現下滑，PA6的

35、最佳含量為15wt.%。3.4 POE-g-GMA接枝PP/PA6共混物力學性能分析：圖3 PP/PA6/POE-g-GMA共混物的拉伸強度和斷裂伸長率曲線圖3 是POE-g-GMA的用量對PP/PA6拉伸強度和斷裂伸長率的影響，從圖3中可以看出，當加入POE-g-GMA后，PP/PA6共混物的拉伸強度和斷裂伸長率均有所提高，當POE-g-GMA的添加量為2wt.%時，PP/PA6/POE-g-GMA共混物的拉伸強度達到最大，隨后拉伸強度便下降，而且幅度較大，當POE-g-GMA的添加量為8wt.%時，共混物的斷裂伸長率顯著提高，然而復合材料的拉仲強度仍呈下降趨勢，但增幅不大。這是因為POE與

36、聚烯烴具有良好的相容性，并且極性官能團酸酐基與PA6末端的氨基在熔融共混時實現了反應性增容。相容劑用量超過8wt.%以后,拉伸強度反而下降, 這是因為POE-g-GMA雖然它能起到對PP與PA6的增容作用，但是用量過多使共混物的結構界面層發生變化,嚴重破壞了PP和PA6的結晶,而使共混物的力學性能下降，由于PP/PA6共混時相互排斥，難以互容。加POE-g-GMA使得兩個不相容聚合物通過親和力取得協同效應，增加了相容性，所以混合的更均勻，從而改善共混物各方面的性能。圖4 PP/PA6/POE-g-GMA共混物的缺口沖擊強度曲線圖4是POE-g-GMA的用量對PP/PA6的沖擊強度的影響，隨著P

37、OE-g-GMA的用量的增加，PP/PA6/POE-g-GMA的沖擊強度基本上呈先增大后降低的趨勢，當POE-g-GMA的質量分數為2%時出現拐點，呈上升趨勢，當POE-g-GMA的質量分數在2wt.%-8wt.%期間時，增幅不明顯，當POE-g-GMA的質量分數在8wt.%-16wt.%期間時，增幅明顯，而且當POE-g-GMA的質量分數在16wt.%時，PP/PA6/POE-g-GMA體系的沖擊強度達到最大，當POE-g-GMA的質量分數大于16wt.%時，PP/PA6/POE-g-GMA體系的沖擊強度又出現下降趨勢。這是因為，隨著POE-g-GMA含量的增加，共混物的缺口沖擊強度先增大后

38、降低，這是由于彈性體本身具有較好的彈性，加入量少時，能夠較好的分散于樹脂基體中，起到吸收外力并產生屈服的作用，呈現明顯的“彈性體增韌樹脂”特征；但是彈性體質量分數超過16wt.之后，由于其已不能夠很好的分散于基體樹脂中或是分散相尺寸較大，更容易引發應力集中，造成共混物沖擊強度的下降。對POE-g-GMA增韌PP/PA6合金而言，沖擊強度隨接枝物含量增多而增加，原因是POE經接枝改性，其分子鏈上含有更多能夠與PA6端氨基和端羧基反應的官能團，提升了PA6與POE之間相容性，二者界面作用增強，能夠有效地傳遞外力作用，使彈性體的增韌作用更好的表現出來，沖擊強度提高。3.5 PP/PA6共混物及PP/

39、PA6/POE-g-GMA共混物力學性能比較在PP/PA6中加人反應增容劑POE-g-GMA后，隨POE-g-GMA含量的增加，PP/PA6/POE-g-GMA復合材料的拉伸強度和沖擊強度先增加然后略有降低。當POE-g-GMA含量為8wt.%時，復合材料的拉伸強度為18.5MPa，比純PP相比均有增加，而沖擊強度為2.8kJ/m2，比純PP相比均有增加,復合材料的綜合力學性能較好。這主要是因為接枝物POE-g-GMA中的PP基團與PP基體相容，而GMA基團可與PA6中端基反應形成共聚物存在于兩相界面，使界面黏結力增加，兩相間張力減小，界面黏結力提高。 在PP/PA6/POE-g-GMA共混體

40、系中，POE-g-GMA的含量對共混物的宏觀性能有著重大的影響。固定PA6的含量為10wt.%，通過改變POE-g-GMA的含量對共混物體系的影響，結果見圖3、4，從圖中可以看出，隨著POE-g-GMA的含量的增加，共混物的缺口沖擊強度和斷裂伸長率呈線性遞增，拉伸強度逐漸下降，這說明POE-g-GMA不僅起著增容劑的作用，而且還起著增韌劑的作用，由此可見，在POE-g-GMA的含量為8wt.%時，POE-g-GMA/PP/PA6共混物具有良好的綜合性能。圖3、4表示接枝產物POE-g-GMA含量對PP/PA6/POE-g-GMA共混材料力學性能的影響。從中可見，隨共混物中POE-g-GMA含量

41、的增加，混材料的缺口沖擊強度和斷裂伸長率顯著提高，而拉伸強度卻有一定的下降，當POE-g-GMA用量為16wt.%時，共混材料缺口沖擊強度提高到PP/PA6共混物的3倍左右，增韌效果較為顯著。這種現象符合一般彈性體增韌聚合物共混物的規律。通過對比POE-g-GMA對PP/PA6共混體系宏觀力學性能的影響，并與純PP、PP/PA6共混物的力學性能進行比較可知， POE-g-GMA能明顯改善PP/PA6共混體系的相容性，這是因為POE與聚烯烴具有良好的相容性，并且極性官能團酸酐基與PA6末端的氨基在熔融共混時實現了反應性增容。4 結論（1）通過紅外光譜的表征，與純POE的光譜圖相比，提純后的POE

42、-g-GMA接枝物在1725cm-1處出現了明顯的吸收峰，這是GMA分子中羰基伸縮振動峰，說明GMA已經接枝到了POE的分子鏈上。（2）在PP/ PA6體系中加入PA6，PA6的加入可以提高PP的拉伸強度，當PA6用量為10wt.%時，其增強效果最好。（3）在PP/PA6復合材料中，加人增容劑后，復合材料的綜合性能有所提高;當增容劑用量為8wt.%，PA6用量為10wt.%時，復合材料的綜合性能較好。PP/PA6共混體系是不相容體系，相容劑的加人有利于提高二者的相容性。POE-g-GMA是PP/PA6的有效相容劑，能顯著提高共混物的力學性能。參考文獻1 趙敏, 等. 改性聚丙烯新材料M. 北京

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