尼龍,學(xué)名聚酰胺,英文名Polyamide,是一種常用的高分子材料,可以用作工程塑料,也可以作為纖維使用。
尼龍是由杜邦公司的Carothers博士于1935年發(fā)明,至今已有八十余年的歷史。從最初的尼龍6和66開(kāi)始,現(xiàn)在已經(jīng)形成了一個(gè)龐大的家族,成員包括脂肪族尼龍、半芳香族和芳香族尼龍,總數(shù)不下二十余種,隨著新尼龍單體的不斷合成,這一數(shù)字還在不斷增長(zhǎng)。
MAH分子中含有兩個(gè)關(guān)鍵的基團(tuán):C=C雙鍵和酸酐,這兩個(gè)基團(tuán)在
尼龍?jiān)鲰g過(guò)程中各司其職,互相配合,完成提高尼龍韌性的目標(biāo)。
首先來(lái)說(shuō)C=C雙鍵的作用。為了能把MAH接枝上去,第一步要用自由基引發(fā)劑活化惰性的橡膠或者彈性體主鏈,在主鏈上形成自由基活性位,這樣就能打開(kāi)C=C雙鍵,將其接枝到增韌劑主鏈上。
接著再說(shuō)酸酐基團(tuán)。接枝到增韌劑上的MAH含有酸酐基團(tuán),當(dāng)增韌劑與尼龍混合時(shí),酸酐會(huì)與尼龍中的胺基反應(yīng),生成一種既含有增韌劑鏈段,又包含尼龍鏈段的接枝共聚物,這種接枝共聚物與增韌劑結(jié)構(gòu)*不同,作用也不一樣,被稱(chēng)作相容劑。
相容劑在尼龍?jiān)鲰g過(guò)程中起到關(guān)鍵性作用。由于它含有增韌劑和尼龍的鏈段,在尼龍/增韌劑混合物中會(huì)起到表面活性劑的作用:和增韌劑以及尼龍這兩種組分都有親和性。所以它會(huì)優(yōu)先分布在尼龍與增韌劑這兩種組分的界面處,將增韌劑緊緊包裹住,然后均勻分布在尼龍材料中。
增韌尼龍低溫韌性的高低就取決于尼龍中增韌劑分散顆粒的大小,相容劑的含量越多,增韌劑顆粒的尺寸就越小。一般來(lái)說(shuō),當(dāng)增韌尼龍達(dá)到超韌水平后,增韌劑顆粒的尺寸在200~500納米左右。
純尼龍?jiān)诘蜏叵碌捻g性很低,增韌是尼龍常用的改性方法之一。POE-g-MAH和EPDM-g-MAH作為常用的尼龍?jiān)鲰g劑,增韌效果好,操作方便而大受歡迎。利用增韌劑鏈段上MAH基團(tuán)的反應(yīng)性,尼龍與增韌劑在混合過(guò)程中原位生成了相容劑,相容劑的多少?zèng)Q定了尼龍?jiān)鲰g水平的高低,而且與增韌工藝關(guān)系密切。
將尼龍與增韌劑混合后,可以顯著提高尼龍的低溫韌性,降低尼龍的吸水性,但是材料的拉伸強(qiáng)度顯著下降。強(qiáng)韌平衡是指尼龍韌性提高的同時(shí),拉伸強(qiáng)度不降低或者少降低,這一直是尼龍?jiān)鲰g研究中追求的目標(biāo)。