维普资讯 http://www.cqvip.com 岳群峰，等：４种马来酸酐接枝物对ＰＡ６６／ＴＬＣＰ共混物界面的增容作用 ５ ４种马来酸酐接枝物对ＰＡ６６／ＴＬＣＰ共混物界面的增容作用水 岳群峰 · 任俊芳 ， 潘炳力 张俊彦 杨生荣 （１、中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点宴验室．兰州７３００００；２．中国科学院研究生院．北京１０００３９） 摘要利用差示扫描量热法（ＤＳＣ）和傅里叶红外光谱法（ＶＩ＇ＩＲ）研究了４种马来酸酐接枝聚合物对聚酰胺６６／ 热致性液晶聚合物（ＰＡ６６／ＴＬＣＰ）共混物界面的增客作用，并对ＰＡ６６／ＴＬＣＰ共混物进行了力学性能测试和扫描电子 显微镜（ＳＥＭ）的微观形貌研究。ＤＳＣ结果表明，４种马来酸酐接枝聚合物对ＰＡ６６／ＴＬＣＰ共混物的熔融温度、熔融 焓、结晶温度、过冷度和结晶度均有不同程度的影响；ＦｒＩＲ证明共混物界面发生增客反应。４种马来酸酐接枝聚合 物对ＰＡ６６与ＴＬＣＰ的界面相容性均有不同程度的改善，使共混物的力学性能提高，且改变了分散相在基体中的分散 形态。 关键词聚酰胺６６热致性液晶聚合物共混物马采酸酐接枝聚合物界面相容性 聚酰胺（ＰＡ）材料是在各个行业广为使用的一 １．２仪器与设备 种工程塑料，其综合性能较为优良，但是其低温韧性 双螺杆挤出机：ＤＳＥ２５型，德国Ｂｒａｂｅｎｄｅｒ公司； 较差，吸水率高，尺寸稳定性差，这些缺陷可以通过 精密注塑机：ＥＳ２００／４５ＨＬ型，奥地利Ｅｎｇｅｌ公 共混来改善。热致性液晶聚合物（ＴＬＣＰ）为一种新 司； 型高性能工程塑料，其独特的性能已引起广大研究 差示扫描量热（ＤＳＣ）仪：ＰＥ一７型，美国ＰＥ公 者的兴趣。将ＴＬＣＰ与热塑性树脂共混不但能起到 司： 增强效果，拓宽材料的种类和应用领域，而且还可降 傅里叶红外光谱（ＦＴＩＲ）仪：ＩＦＳ６６Ｖ／Ｓ型，德国 低共混物的加工粘度，改善其加工条件。但是如何 Ｂｒｕｋｅｒ公司； 解决好共混物组分之间的相容性问题十分关键。广 扫描电子显微镜（ＳＥＭ）：ＪＳＭ一５６００ＬＶ型，日 义上来讲，改善聚合物共混物的相容性有反应增容 本电子公司； 和非反应增容两种方法Ｈ Ｊ。对于ＰＡ类共混物而 拉力试验机：ＤＹ３５型，法国Ａｄａｍｅｌ公司。 言，应用最多的是选择经马来酸酐接枝的聚合物作 １．３试样制备 为反应型增容剂 ｊ，且制备增容剂时的接枝反应既 将ＰＡ６６在９０￣Ｃ干燥２４ ｈ，ＴＬＣＰ在１３０ 干燥 可以与共混过程同时进行，也可以单独进行。笔者 ８ ｈ，增容剂在８０℃干燥４ ｈ。按照ＰＡ６６、ＴＬＣＰ、增 选用４种马来酸酐接枝聚合物为反应型增容剂，研 容剂为９０：１０：５的配比将原材料混合均匀，用双螺 究了它们对ＰＡ６６／ＴＬＣＰ共混物界面的增容作用。 杆挤出机挤出造粒。将所得粒料于９０％烘干１２ ｈ １实验部分 后用注塑机注塑成试样。 １．１原材料 １．４性能测试 ＰＡ６６：粒料，ＡＮＯＦ，南京聚隆化学实业有限公 ＤＳＣ测试：在氮气保护下快速升温至３００￣Ｃ，保 司： 温３ ｒａｉｎ以消除热历史，然后以ｌ０℃／ｒａｉｎ的降温速 ＴＬＣＰ：晨光化工研究院； 率降温至２５ ，再以１０℃／ｍｉｎ的升温速率升至 马来酸酐接枝（乙烯／丙烯／二烯）共聚物（ＥＰ－ ３００℃测得二次熔融ＤＳＣ曲线。 ＤＭ．ｇ—ＭＡＨ）：接枝率０．８％，上海日之升新技术发展 ＶＩＩＲ测试：取少量样品，以ＫＢｒ固体压片，扫描 有限公司； 范围为４００～４０００ ｃｍ一。 马来酸酐接枝聚丙烯（ＰＰ－ｇ－ＭＡＨ）：接枝率 力学性能测试：拉伸性能按ＧＢ／Ｔ １０４０—１９９２ ０．８％，上海日之升新技术发展有限公司； 测试，拉伸速率１０ ｍｍ／ｍｉｎ；弯曲性能按ＧＢ／Ｔ ９３４１ 马来酸酐接枝聚乙烯（ＰＥ－ｇ—ＭＡＨ）：接枝率 ２０００测试，弯曲跨度６０ ｍｍ，弯曲速率２ ａｒｍ／ｒａｉｎ。 ｌ％，上海日之升新技术发展有限公司； 十国家自然科学基金项目（５０５７２１０７）、国家自然科学基金委员 （苯乙Ｉ烯／马来酸酐）接枝无规共聚物（ＲＳＭＡ）： 会创新研究群体科学基金项目（５０４２１５０２） 接枝率９％，上海事必达石化高技术公司。 收稿日期；２００６—０２－２８ 维普资讯 http://www.cqvip.com ６ 工程塑料应用 ２００６年，第３４卷，第５期 形貌分析：将ＰＡ６６／ＴＬＣＰ共混物试样在液氮中 冷冻脆断，待断面喷金后，用ＳＥＭ观察并拍照。 ２结果与讨论 ２．１ ＰＡ６６／ＴＬＣＰ共混物的热学性能 表１列出几种ＰＡ６６／ＴＬＣＰ共混物的ＤＳＣ分析 结果。由表ｌ可以看到，分别加入所选用的４种增 容剂均使ＰＡ６６／ＴＬＣＰ共混物的熔点和熔融焓下降， 但是下降的程度不同，其中熔点下降最多的是加入 ＲｓＭＡ的共混物，这可能是因为ＲＳＭＡ的刚性分子 链使得ＰＡ６６／ＴＬＣＰ共混物的分子运动受到较大的 阻碍。４种增容剂均使共混物的结晶温度有所上 升，并且过冷度下降，这说明分别加入４种增容剂均 使共混物的结晶变得容易，而且结晶速率加快 Ｊ， 这可能是增容剂的异相成核效应所致。Ｐ＆６６／ＴＬＣＰ 共混物的结晶度Ｘ 可通过下式计算： Ｘ ＝（ＡＨ ／ＡＨ 。）×１００％ 式中：△ 。——ｌｏｏ％结晶ＰＡ６６的熔融焓 。 表１ ＰＡ６６／ＴＬＣＰ共混物的ＤＳＣ分析数据 增容剂 ／℃ △ ／ｊ·ｇ ／ △∥℃ ｘ ｃ，％ 无 ２５７．６７ ５１．８８ ２０３．６７ ４９．９０ ２６．６５ ＥＰＤＭ—ｇ－ＭＡＨ ２５０．５０ ４６．３２ ２０７．５０ ２０．９０ ２３．７９ ＰＰ－ｇ—ＭＡＨ ２４０．１７ ２９．４１ ２１０．８３ ｌ６．３９ １５．１０ ＰＥ—ｇ·ＭＡＨ ２４４．Ｏ０ ２４．７０ ２ｌ２．５０ ２６．２１ １２．６８ ｝ ＭＡ ２３４．６７ ３６．４４ ２Ｕ．ｏｏ ｌ４．１４ １８．７２ 注：Ｔｍ、△丑 、Ｔｃ、ＡＴ、 分别代表共混物的熔点、熔融焓、结晶温 度、过冷度和结晶度。 由表１可知，ＰＡ６６／ＴＬＣＰ共混物的结晶度在加 入增容剂后明显下降，这也说明所选用的增容剂对 ＰＡ６６／ＴＬＣＰ共混物有良好的增容作用。 图１为几种ＰＡ６６／ＴＬＣＰ共混物的丌ＩＲ谱图。 ０ ｌ０００ ２０００ ３０００ ４ＯＯＯ 波数／ｃｌｎ—Ｉ １一加入ＥＰＤＭ－ｇ—ＭＡＨ；２一加入ＰＰ—ｇ－ＭＡＨ；３一加人ＰＥ－ｇ－ＭＡＨ； ４一加入ＲＳＭＡ；５－－未加入增容荆 图１几种ＰＡ６６／ＴＬＣＰ共混物的ＦＴＩＲ谱图 由图１可以看到，未加入增容剂时，ＰＡ６６／ＴＬＣＰ 共混物位于３４３２ ｃｍ 处的吸收峰归属于ＰＡ６６分 子链中的胺基伸缩振动和ＴＬＣＰ分子链上的羟基特 征吸收，在该共混物中加入４种马来酸酐接枝聚合 物后，位于３ ４３２ ｃｍ 处的特征吸收峰均向低波数 移动，这是由于酸酐基团与ＰＡ６６大分子链上的胺 基或ＴＬＣＰ分子中的羟基、羧基等活性基团在共混 物界面发生了氢键作用或酯交换反应 ，即所选用 的４种增容剂对ＰＡ６６／ＴＬＣＰ共混物的界面增容属 于反应增容。图２为推测的ＰＡ６６／ＴＬＣＰ共混物界 面可能发生的化学反应。 （￣）－ＯＯＨ Ｐ—ＰＡ分子主链；Ｒ－－ＴＬＣＰ分子主链 闺２ ＰＡ６６／ＴＬＣＰ共混物界面增容反应示意图 ２．２ ＰＡ６６／ＴＬＣＰ共混物的力学性能 图３示出几种ＰＡ６６／ＴＬＣＰ共混物的力学性能 比较。 ３６ 堇２山 ８ 蓑 馨２ｏ ¨釜 翻 。： ｌ２ 舢 维普资讯 http://www.cqvip.com