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MC尼龍的改性研究
  來源:網站   點擊:1868    文章錄入:銅陵亞摩管業有限公司——小吳
      MCPA的是尼龍材料,融化與強堿性物質作為催化劑,添加劑,活化劑的原料己內酰胺單體在常壓,直接進入預熱溫度的模具,在模具的快速聚合材料,凍結成固體的空白。 MCPA也被稱為單一的鑄造MC尼龍或尼龍。與普通尼龍,尼龍鑄有獨特的特點:第一,生產工藝簡單,成本低,不需要復雜的設備,流程短,易于模具制造。其次,鑄型尼龍50%以上的結晶的分子量密度較高。所以,在強度,剛度,耐磨性和耐化學性能方面,產品優于普通尼龍。同樣,鑄型尼龍模塑制品的大小沒有限制,在理論上,只要模具允許無限大小的產品,但沒有方向。大型產品多達幾百公斤。因此,在行業內的大量的鑄型尼龍,以取代鋼材,銅,鋁和其他金屬材料的軸承,軸套,齒輪,齒條,蝸輪,滑輪,有梭織機,螺旋槳,各種密封件及其他機械零件。
然而,在實際應用中未修改的尼龍是一個貧窮的耐磨性和自潤滑性,尺寸穩定性和熱穩定性不高,差距過于敏感,其強度和剛度,并有一個大的金屬差距等缺點,限制尼龍制品的廣泛應用。因此,如果鑄型尼龍得到更廣泛的使用,需要進行修改,以滿足實際工業應用的需求。近年來,許多研究人員已經做了很多修改鑄型尼龍,修改,以滿足各種改性鑄型尼龍的特殊需要。
1 MC尼龍的合成機理
 MC尼龍的合成催化陰離子聚合反應過程如下:
(1)內酰胺陰離子的形成:金屬鈉,氫氧化鈉等堿性催化劑,鈉己內酰胺己內酰胺單體在堿性反應,分解內酰胺陰離子活性產生。
(2)環比增長的過程:進一步單體的親核開環加成反應,形成一種活性胺陰離子二聚體內酰胺陰離子,積極二聚體和單體快速質子交換發生,其結果并生成酰化兩種聚合物,而內酰胺陰離子獲得再生。
酰化酰亞胺二聚體結構,有較強的電性質,引起了連鎖中心。因此,陰離子鏈增長反應速率是決定性因素。
(3)平衡反應和結晶過程:低于熔點為后期快速增長的同時聚合物,聚合物分子量的特點與聚合物的結晶和凝固,MC尼龍聚合。它通常是在直接酰亞胺作為激活添加的化合物結構與反應,使整個低溫聚合(120?150℃)為迅速完成。
同時,你可以改變單體,催化劑,或添加不同類型的催化劑結構,并增強改性劑,在聚合過程中形成不同的晶體形式的MC,在MC尼龍產品具有不同的屬性。
 
2 MC尼龍的改性
聚合物改性是提高材料的性能,給定的功能材料,新產品的開發是一條有效途徑。
2.1減少摩擦,增加耐磨性和自潤滑修改
近年來,尼龍防摩擦,磨損和潤滑的研究,從各種潤滑油內酞胺,主要用于已投入混合單體在聚合物成型方法。此修改的方法可以達到抗摩擦,耐磨損,自潤滑效果,同時降低成本。
潤滑油主要有兩種類型,一種是固體潤滑劑,如二硫化鉬,石墨,聚四氟乙烯粉末等。 Liuxue路等[1]用膠體石墨摩擦還原劑,得到的摩擦系數和磨損量下降顯著。為了使填充均勻分布的,經常使用的表面活性劑,分散或混合澆注成型后,少量的聚合物。固體潤滑劑以減少摩擦的機制:在尼龍制品的表面上形成了邊界層的潤滑劑,如果由一個微型滾子軸承,構成兩個摩擦表面之間的緩沖,從而減少摩擦。
另一種是液體潤滑劑,主要是油,脂肪和油,烴類,如工業潤滑油。平均普通鑄型尼龍的摩擦系數為0.36-0.34,平均含油鑄型尼龍的摩擦系數為0.13-0.14。 。瞿駿等[2]
研究石油鑄型尼龍的摩擦磨損特性發現礦物油的小水滴,均勻地分布在MC尼龍矩陣的形式,在使用中逐漸滲出,增強自潤滑尼龍和耐磨性。鑄型尼龍油潤滑機理:水滴均勻,穩定的存儲在鑄型尼龍的身體,只有在液滴表面的潤滑劑,表面沉淀。當磨損表面材料,它的基本材料重復這個過程。因此,增強鑄型尼龍潤滑,磨損和潤滑的持久性。 MCPA可以用來生產含油軸承,襯套,滑動葉片和其他機械部件,提高使用壽命。鑄型尼龍油油添加到代理的基本要求是:(1)不影響潤滑劑鑄型尼龍聚合過程;(2)油劑應具有一定的熱穩定性和化學穩定性。
2.2增加強度,提高了尺寸穩定性和耐熱性
    纖維增強尼龍改性無機填料的使用是最常用的方法。為了使灌裝和尼龍,具有良好的附著力和兼容性,硅烷或鈦酸酯偶聯劑對一般使用的纖維,無機預處理。
    纖維增強MC尼龍改性方法是非常有效的。李立國路等[3]發現,與碳纖維液相氧化處理,可以增加纖維表面凸凹,表面積和表面的含氧官能團含量的程度,從而提高纖維和基質之間粘接強度,提高復合材料的機械性能。 。壬子鞠[4]還研究了碳纖維增強鑄型尼龍的制備方法,這種碳纖維的方法獲得比普通鑄型尼龍矩陣中的一個比較大的增加纖維的力學性能增強鑄型尼龍具有良好的分散性,與基材粘接也很不錯。 Cuizhou平[5]研究了玻璃纖維增強投尼龍,玻璃纖維表面處理和機械性能上的另外發現,作為玻璃纖維的偶聯劑KH - 550增強尼龍復合投是非常有效的的;時40 %玻璃纖維的拉伸強度比增加了30%的矩陣,基地的拉伸彈性模量比增長了150%,彎曲強度比基體增加了70%,彎曲彈性模量比基地增加了110%,而缺口沖擊強度增加160%。
    MC尼龍中添加無機填料可以降低成本,減少樹脂的流動,收縮,由于較低的固化溫度由熱引起的,不同程度地提高產品,耐酸性,耐磨性,耐熱性,導熱,機械強度和硬度屬性。常用的無機材料:冰華芬,高嶺土,滑石粉,活化粉
灰,石墨,炭黑,氧化鋁和稀土。
    葉綁電網[6]采用超細硅偶聯劑滑石粉改性MC尼龍,可以顯著提高MC尼龍產品,收縮率,吸水率,熱變形溫度比普通MC尼龍24增加℃,沖擊強度增加11% 。
    林軒等人[7]采用超聲分散在7MC尼龍/碳酸鈣納米復合材料的原位聚合,結果表明,納米碳酸鈣和尼龍增強增韌雙重效果,拉伸強度和缺口沖擊強度的增加納米CaCO3先減小后增加的金額,而在納米CaCO3量突破增加伸長率降低,當納米Ca2CO3 2%至3%,復合材料的整體性能最好的量。
    增加了粉煤灰在尼龍中的活動,不僅可以減少己內酰胺量,顯著降低成本,并顯著改善的機械性能,尺寸穩定性和耐熱性也有了很大的提高,而吸水率和成型收縮率減少。沒有激活的粉煤灰可以改善尼龍和尼龍的機械性能,因為其兼容性差[8]。
    添加鑄型尼龍氧化鋁填料,以改善鑄型尼龍的機械性能,少量的氧化鋁填料可以提高材料的拉伸強度。后,當超過10%的氧化鋁填料的拉伸強度會降低。鑄型尼龍的沖擊強度與Al2O3
含量的增加,超過25%時,填充物將略有下降。隨著Al2O3含量的增加,投尼龍的硬度增加,當后硬度填料含量大于15%上升顯著。
2.3增加韌性,提高耐沖擊
    與普通尼龍6,尼龍鑄鐵韌性差,沖擊強度低,易于脆性破壞。提高鑄型尼龍的韌性,有兩種方法:一種是添加增塑劑,改變實物形態的相結構修飾;其他加入催化劑或催化劑的選擇和更多的功能組別,通過改變分子結構的化學修飾。
    增韌目前理想的增塑劑是六甲基磷酰三胺(HPT)[9]的公式[(CH3)2N] 3PO。沙利度胺已在陰離子聚合催化劑中添加5%-30%的HPT的,尼龍的沖擊韌性,可成倍增加。增韌機理是:HPT具有很強的極性分子結構,尼龍分子與極性酰胺基團之間的干預后發生的耦合效應,削弱了尼龍分子鏈之間的力量,從而減少氫鍵的數量,定期安排分子減少。隨著劑量的增加,這些變化的趨勢更加明顯,最終將導致一個尼龍的結晶程度較高,各地從晶體無定形聚合物含量的增加,韌性聚合物轉換。
    劉軍寧[10]研究了改性鑄型尼龍環氧樹脂,環氧樹脂,己內酰胺,氫氧化鈉,甲苯二異氰酸酯改性配方。缺口沖擊強度改性尼龍和耐磨性顯著改善。
從表1,改性尼龍的彎曲強度,壓縮強度和拉伸強度大致相同的普通尼龍,其影響可以看出
強度也大大提高,特別是沖擊強度大大提高,前6次修改,從而可以大大提高零件的使用壽命。
     王新華等[11]共聚物,增塑復合等方法,再加上準備適當的MC尼龍彈性體的后處理,減少MC尼龍的結晶程度,使典型的成結晶聚合物增韌尼龍。有研究表明使用一個復雜的方法是:比與共聚物,增塑法單因素更好。
2.4抗靜電改性
     由于尼龍的高電阻率,表面很容易聚集靜電火花造成事故。常用于碳黑,金屬材料及表面活性劑,如磺酸烷基磷酸酯,磺酸甜菜堿,烷基醇酰胺,抗靜電劑。含有兩種結構的親脂和親水基團磺酸分子,MC尼龍的,具有很強的親和力,吸附空氣中的水分子的親水部分的親油部分,使表面形成單分子導電性尼龍層,從而起到的作用,靜電電荷的泄漏導致的防靜電效果。
     抗靜電劑的選擇原則是:(1)具有化學惰性,就是不與單體分子或陰離子活性中心和催化添加劑引起的化學反應(2)可選用陰離子,非離子或兩性等(3)高溫度穩定,不揮發而不分解,能承受溫度聚合(4)不包含水(5)達到分子分散,形成單分子溶解在己內酰胺單體更好,或分散增溶劑。
     徐震山[12]成功地使用磺酸抗靜電MC尼龍試驗結果表明:普通MC尼龍的3體積電阻率(干燥狀態)×e5Ω厘米,抗靜電劑,可修改6 ×e3Ω·厘米,和耐洗滌,可長防靜電,外觀和其他性能基本保持不變。姣斌[13]研究了另外炭黑改善MC尼龍的抗靜電性能。他用磺酸,六甲基磷酰三酰胺具有抗靜電MC尼龍(HPT)作為添加劑改性,抗靜電劑,可以提高分散性,表面電阻率的材料長期穩定在1 ×e7Ω·厘米的幅度。
2.5阻燃改性
    氧化鎂,PL - - 10和Sb2O3 - MC尼龍紅磷阻燃劑適合3種溴化阻燃劑[14]。這些阻燃劑的預處理后,均勻地分散在MC尼龍的,不影響聚合。己內酰胺重量100部分添加五個紅磷和鎂或1三氧化二銻 - 溴,MC尼龍的氧指數從22%提高到26.8%和27.5%,并在一定量的機械沒有顯著效果表現。
    火焰阻燃尼龍燃燒,揮發的白色磷,磷酸氧酸反應的第一個尼龍表面,在這方面,紅磷解聚機制,以減少尼龍表面氧的濃度,以防止聚合物分解氧化,提高其抗氧化穩定性。另一方面,成聚磷酸鹽玻蓋,磷酸脫水形成固體碳聚合物脫水殘留碳層,以減少分解產物的可燃性氣體擴散,以減少火焰和聚合物之間的傳熱和抑制燃燒。此外,磷的氣相氧化燃燒的紅磷可以有效地抑制活性自由基,減少MgO的火焰力量進行干預,以促進對紅磷,紅磷阻燃劑氧化效果更佳。 PL - 10磷,紅磷阻燃劑機制是類似的碳含量和較高的苯環,在協同效應,加快殘炭層的生成,以提高阻燃效果。三氧化二銻 - 溴,產生大量氣體SBBR,到燃燒產生的火焰捕捉活性聚合物自由基,起到阻燃。
3結論
隨著中國經濟的持續發展,人民群眾日益增長的對高性能材料的需求,將導致更深入的修改MC的。無機納米材料改性MC混合無機復合材料,高穩定性,高強度,高硬度,耐磨性,耐熱性和高分子材料,高彈性,可加工性等,以實現高性能的材料和功能,擴大應用的MC尼龍,MC尼龍將被修改的主要發展方向。

 

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