摘 要

尼龙6（PA6）和聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）是性能优异的工程塑料。将两者共混，可显著地改善PA6的吸水性和PBT的冲击韧性，但两者相容性差，所以有必要研究并选择合适的相容剂制备PA6/PBT合金，改善两者的性能。

本文以PA6和PBT为原料，采用熔融共混的方法制备了不同原料比的PA6/PBT共混物合金。通过一系列测试设备和方法，研究了随着PBT含量的逐渐增加，PA6/PBT共混物合金性能的变化趋势。结果表明：随着PA6/PBT共混物中PBT比率的增加，共混物24h的吸水率逐渐降低，弯曲强度和拉伸强度逐渐降低，而冲击强度则在一开始增加，在PBT比率增加到10%后开始下降。综合考虑，选择PA6含量为80%的PA6/PBT共混物体系进行研究，以马来酸酐接枝乙烯辛烯共聚物（POE-g-MAH）和甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯辛烯共聚物（POE-g-GMA）为复合相容剂，对PA6/PBT共混物进行增韧改性，采用熔融共混的方法制备PA6/PBT共混物合金。研究了复合相容剂的加入对材料力学性能、结晶和吸水率以及相形貌等方面的影响。结果表明：当加入的复合相容剂为15份时，材料的冲击强度提高了247.5%，DSC图像显示结晶温度和熔融温度降低，吸水率下降,SEM图像显示分散相尺寸变小。

关键词：PA6；PBT；马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物；甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝乙烯辛烯共聚物；复合相容剂

Abstract

Polyamide 6 (PA6) and poly (butylene terephthalate) (PBT) are both engineering plastics with excellent mechanical properties. PA6 has good wear resistance, easy molding processing, but also has the shortcoming of easy molding shrinkage, high water absorption rate; PBT has good rigidity, high strength, aging resistance, but also has the shortcoming of poor impact toughness, the easy decomposition at high temperature .Therefore it would be of vital significance to combine the mechanical strength of PA6 and excellent chemical and water resistance of PBT, but both are poor compatible to each other, so is necessary to study and prepare PA6/PBT alloy with suitable compatibilizer to improve their performance.

With melt blending method ,this paper select PA6 and PBT as raw material to make different PA6 content of PA6/PBT blends. And the influence of PA6 content of PA6/PBT blends to the properties of the alloy were studied. From the results we can see that with increase of the PBT ratios in the PA6/PBT blends, 24h water absorption rate decreased gradually, and at the same time the bending strength and tensile strength decreased while the impact strength increased at begins and began to decline when the PBT ratio increased to 10%. Comprehensive consideration, we prepared Polyamide 6 /polybutylene terephthalate blend with POE-g-MAH and POE-g-GMA as composite compatibilizer through melt-blending. The effect of the composite compatibilizer was expored for the materials properties, such as mechanical properties, crystallization, water absorption and phase morphology. The results showed that when the content of compatibilizer reached 15 phr, the impact strength of materials enhanced 247.5% and the temperature of crystallization, melt temperature, water absorption, the sizes of dispersed phase decreased.

Key words: PA6;PBT;POE-g-MAH;POE-g-GMA; composite compatibilizer

目 录

第一章 绪论 1

1.1 PA6的基本概述 1

1.2 PA6的改性研究 1

1.2.1 PA6的结构特点 1

1.2.2 PA6增韧改性的方法 1

1.3 PBT的基本概述 2

1.4 PBT的改性研究 3

1.4.1 PBT的结构特点 3

1.4.2 PBT增韧改性的方法 3

1.5共混物改性及相容性 4

1.5.1共混物改性概述 4

1.5.2共混物改性方法 5

1.5.3共混物相容性改善方法 5

1.5.4本文中相容剂的选择 6

第二章 实验部分 7

2.1实验原料 7

2.2 仪器设备 7

2.3不同比例PA6/PBT共混物的制备 7

2.4 PA6/PBT/POE-g-MAH/POE-g-GMA共混物的制备 8

2.5性能测试 8

2.5.1 力学性能测试 8

2.5.2 吸水率测试 9

2.5.3 差示扫描量热（DSC）分析 9

2.5.4 扫描电镜(SEM)分析 9

第三章 结果与讨论 10

3.1未加入相容剂时不同比例PA6/PBT共混物体系 10

3.1.1未加入相容剂时不同比例PA6/PBT共混物体系的力学性能 10

3.1.2未加入相容剂时不同比例PA6/PBT共混物体系的吸湿性能 12

3.2 PA6/PBT/POE-g-MAH/POE-g-GMA共混物体系 13

3.2.1 PA6/PBT/POE-g-MAH/POE-g-GMA共混物体系的力学性能 13

3.2.2 PA6/PBT/POE-g-MAH/POE-g-GMA共混物体系的吸湿性能 17

3.2.3 PA6/PBT/POE-g-MAH/POE-g-GMA共混物体系的差示扫描量热(DSC)分析 18

3.2.4 PA6/PBT/POE-g-MAH/POE-g-GMA共混物体系的相形貌 20

第四章 结论与展望 22

4.1 结论 22

4.2 展望 22

参考文献 23

致 谢 25

第一章 绪论

1.1 PA6的基本概述

聚酰胺（PA6）具有良好的力学性能和出色自润滑性，且在化学环境和低温环境中表现优秀。又由于PA6分子中存在化学反应活性活泼的酰胺基团（-NHCO），从而使得PA6改性变得容易实现，因此，广泛应用于多个领域。但是也正是由于其分子主链中酰胺基团（-NHCO）的存在，使得PA6吸湿性大、干态冲击性能差和成型收缩率高等缺点^[1]，使得PA6在电子电气等对力学稳定性、尺寸精度以及电绝缘性要求高的行业表现一般。因此，可以通过添加特定的添加剂，对PA6进行增韧改性以满足特定的需要。

1.2 PA6的改性研究

1.2.1 PA6的结构特点

PA6分子具有端氨基和端羧基，互相之间可产生氢键，具有一定的反应活性，因此为与其他聚合物共混提供了理论依据。通常我们会选择PA6与弹性体进行混合来增加PA6的韧性。

1.2.2 PA6增韧改性的方法

1. PA6/弹性体共混体系

为了提高PA6的干态冲击韧性，可通过向PA6中添加弹性体和相容剂的方法。但是由于弹性体大都属于非极性聚合物，不能与PA6的末端基团反应，导致体系中两相界面张力较大，粘着力小，不能稳定分布在PA6基体中，属于热力学不相容体系。因此，为了PA6和弹性体两相界面更好的相容，通常通过添加马来酸酐MAH或者甲基丙烯酸缩水甘油酯GMA的方法，让聚合物端基和马来酸酐或者甲基丙烯酸缩水甘油酯反应以对其进行接枝改性，用来提高混合物相容性。赵永红等^[2]研究结果表明：将PA6与(PE/POE)-g-MAH共混，相对于纯尼龙而言，可明显提高材料的缺口冲击强度，当（PE/POE）-g-MAH用量达到30%时，可获得具有超强韧性的尼龙。陈耀华^[3]指出：EVA是乙烯与醋酸乙烯酯的共聚物，是一类具有橡胶弹性的弹性体。EVA分子中存在碳碳双键，在聚合反应过程中，在链引发阶段产生的活性基可与接枝单体产生接枝，通过这些接枝反应，可以大大改善PA6与弹性体之间的界面相容性，从而大幅度改善PA6的缺口冲击韧性。冯威、夏胜利等^[4,5]研究结果表明：POE是一种非极性弹性体，与PA6之间的相容性很差，实验采用马来酸酐MAH接枝POE与PA6共混，制备了POE-g-PA6共混物合金，达到了大大增强PA6的缺口冲击韧性，与纯PA6相比，合金的缺口冲及强度提高了近12倍。

2. PA6/聚酯共混体系