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MC尼龙的改性研究
  来源:网站   点击:2046    文章录入:铜陵亚摩管业有限公司——小吴
      MCPA的是尼龙材料,融化与强碱性物质作为催化剂,添加剂,活化剂的原料己内酰胺单体在常压,直接进入预热温度的模具,在模具的快速聚合材料,冻结成固体的空白。 MCPA也被称为单一的铸造MC尼龙或尼龙。与普通尼龙,尼龙铸有独特的特点:第一,生产工艺简单,成本低,不需要复杂的设备,流程短,易于模具制造。其次,铸型尼龙50%以上的结晶的分子量密度较高。所以,在强度,刚度,耐磨性和耐化学性能方面,产品优于普通尼龙。同样,铸型尼龙模塑制品的大小没有限制,在理论上,只要模具允许无限大小的产品,但没有方向。大型产品多达几百公斤。因此,在行业内的大量的铸型尼龙,以取代钢材,铜,铝和其他金属材料的轴承,轴套,齿轮,齿条,蜗轮,滑轮,有梭织机,螺旋桨,各种密封件及其他机械零件。
然而,在实际应用中未修改的尼龙是一个贫穷的耐磨性和自润滑性,尺寸稳定性和热稳定性不高,差距过于敏感,其强度和刚度,并有一个大的金属差距等缺点,限制尼龙制品的广泛应用。因此,如果铸型尼龙得到更广泛的使用,需要进行修改,以满足实际工业应用的需求。近年来,许多研究人员已经做了很多修改铸型尼龙,修改,以满足各种改性铸型尼龙的特殊需要。
1 MC尼龙的合成机理
 MC尼龙的合成催化阴离子聚合反应过程如下:
(1)内酰胺阴离子的形成:金属钠,氢氧化钠等碱性催化剂,钠己内酰胺己内酰胺单体在碱性反应,分解内酰胺阴离子活性产生。
(2)环比增长的过程:进一步单体的亲核开环加成反应,形成一种活性胺阴离子二聚体内酰胺阴离子,积极二聚体和单体快速质子交换发生,其结果并生成酰化两种聚合物,而内酰胺阴离子获得再生。
酰化酰亚胺二聚体结构,有较强的电性质,引起了连锁中心。因此,阴离子链增长反应速率是决定性因素。
(3)平衡反应和结晶过程:低于熔点为后期快速增长的同时聚合物,聚合物分子量的特点与聚合物的结晶和凝固,MC尼龙聚合。它通常是在直接酰亚胺作为激活添加的化合物结构与反应,使整个低温聚合(120〜150℃)为迅速完成。
同时,你可以改变单体,催化剂,或添加不同类型的催化剂结构,并增强改性剂,在聚合过程中形成不同的晶体形式的MC,在MC尼龙产品具有不同的属性。
 
2 MC尼龙的改性
聚合物改性是提高材料的性能,给定的功能材料,新产品的开发是一条有效途径。
2.1减少摩擦,增加耐磨性和自润滑修改
近年来,尼龙防摩擦,磨损和润滑的研究,从各种润滑油内酞胺,主要用于已投入混合单体在聚合物成型方法。此修改的方法可以达到抗摩擦,耐磨损,自润滑效果,同时降低成本。
润滑油主要有两种类型,一种是固体润滑剂,如二硫化钼,石墨,聚四氟乙烯粉末等。 Liuxue路等[1]用胶体石墨摩擦还原剂,得到的摩擦系数和磨损量下降显著。为了使填充均匀分布的,经常使用的表面活性剂,分散或混合浇注成型后,少量的聚合物。固体润滑剂以减少摩擦的机制:在尼龙制品的表面上形成了边界层的润滑剂,如果由一个微型滚子轴承,构成两个摩擦表面之间的缓冲,从而减少摩擦。
另一种是液体润滑剂,主要是油,脂肪和油,烃类,如工业润滑油。平均普通铸型尼龙的摩擦系数为0.36-0.34,平均含油铸型尼龙的摩擦系数为0.13-0.14。 。瞿骏等[2]
研究石油铸型尼龙的摩擦磨损特性发现矿物油的小水滴,均匀地分布在MC尼龙矩阵的形式,在使用中逐渐渗出,增强自润滑尼龙和耐磨性。铸型尼龙油润滑机理:水滴均匀,稳定的存储在铸型尼龙的身体,只有在液滴表面的润滑剂,表面沉淀。当磨损表面材料,它的基本材料重复这个过程。因此,增强铸型尼龙润滑,磨损和润滑的持久性。 MCPA可以用来生产含油轴承,衬套,滑动叶片和其他机械部件,提高使用寿命。铸型尼龙油油添加到代理的基本要求是:(1)不影响润滑剂铸型尼龙聚合过程;(2)油剂应具有一定的热稳定性和化学稳定性。
2.2增加强度,提高了尺寸稳定性和耐热性
    纤维增强尼龙改性无机填料的使用是最常用的方法。为了使灌装和尼龙,具有良好的附着力和兼容性,硅烷或钛酸酯偶联剂对一般使用的纤维,无机预处理。
    纤维增强MC尼龙改性方法是非常有效的。李立国路等[3]发现,与碳纤维液相氧化处理,可以增加纤维表面凸凹,表面积和表面的含氧官能团含量的程度,从而提高纤维和基质之间粘接强度,提高复合材料的机械性能。 。壬子鞠[4]还研究了碳纤维增强铸型尼龙的制备方法,这种碳纤维的方法获得比普通铸型尼龙矩阵中的一个比较大的增加纤维的力学性能增强铸型尼龙具有良好的分散性,与基材粘接也很不错。 Cuizhou平[5]研究了玻璃纤维增强投尼龙,玻璃纤维表面处理和机械性能上的另外发现,作为玻璃纤维的偶联剂KH - 550增强尼龙复合投是非常有效的的;时40 %玻璃纤维的拉伸强度比增加了30%的矩阵,基地的拉伸弹性模量比增长了150%,弯曲强度比基体增加了70%,弯曲弹性模量比基地增加了110%,而缺口冲击强度增加160%。
    MC尼龙中添加无机填料可以降低成本,减少树脂的流动,收缩,由于较低的固化温度由热引起的,不同程度地提高产品,耐酸性,耐磨性,耐热性,导热,机械强度和硬度属性。常用的无机材料:冰华芬,高岭土,滑石粉,活化粉
灰,石墨,炭黑,氧化铝和稀土。
    叶绑电网[6]采用超细硅偶联剂滑石粉改性MC尼龙,可以显着提高MC尼龙产品,收缩率,吸水率,热变形温度比普通MC尼龙24增加℃,冲击强度增加11% 。
    林轩等人[7]采用超声分散在7MC尼龙/碳酸钙纳米复合材料的原位聚合,结果表明,纳米碳酸钙和尼龙增强增韧双重效果,拉伸强度和缺口冲击强度的增加纳米CaCO3先减小后增加的金额,而在纳米CaCO3量突破增加伸长率降低,当纳米Ca2CO3 2%至3%,复合材料的整体性能最好的量。
    增加了粉煤灰在尼龙中的活动,不仅可以减少己内酰胺量,显著降低成本,并显着改善的机械性能,尺寸稳定性和耐热性也有了很大的提高,而吸水率和成型收缩率减少。没有激活的粉煤灰可以改善尼龙和尼龙的机械性能,因为其兼容性差[8]。
    添加铸型尼龙氧化铝填料,以改善铸型尼龙的机械性能,少量的氧化铝填料可以提高材料的拉伸强度。后,当超过10%的氧化铝填料的拉伸强度会降低。铸型尼龙的冲击强度与Al2O3
含量的增加,超过25%时,填充物将略有下降。随着Al2O3含量的增加,投尼龙的硬度增加,当后硬度填料含量大于15%上升显著。
2.3增加韧性,提高耐冲击
    与普通尼龙6,尼龙铸铁韧性差,冲击强度低,易于脆性破坏。提高铸型尼龙的韧性,有两种方法:一种是添加增塑剂,改变实物形态的相结构修饰;其他加入催化剂或催化剂的选择和更多的功能组别,通过改变分子结构的化学修饰。
    增韧目前理想的增塑剂是六甲基磷酰三胺(HPT)[9]的公式[(CH3)2N] 3PO。沙利度胺已在阴离子聚合催化剂中添加5%-30%的HPT的,尼龙的冲击韧性,可成倍增加。增韧机理是:HPT具有很强的极性分子结构,尼龙分子与极性酰胺基团之间的干预后发生的耦合效应,削弱了尼龙分子链之间的力量,从而减少氢键的数量,定期安排分子减少。随着剂量的增加,这些变化的趋势更加明显,最终将导致一个尼龙的结晶程度较高,各地从晶体无定形聚合物含量的增加,韧性聚合物转换。
    刘军宁[10]研究了改性铸型尼龙环氧树脂,环氧树脂,己内酰胺,氢氧化钠,甲苯二异氰酸酯改性配方。缺口冲击强度改性尼龙和耐磨性显着改善。
从表1,改性尼龙的弯曲强度,压缩强度和拉伸强度大致相同的普通尼龙,其影响可以看出
强度也大大提高,特别是冲击强度大大提高,前6次修改,从而可以大大提高零件的使用寿命。
     王新华等[11]共聚物,增塑复合等方法,再加上准备适当的MC尼龙弹性体的后处理,减少MC尼龙的结晶程度,使典型的成结晶聚合物增韧尼龙。有研究表明使用一个复杂的方法是:比与共聚物,增塑法单因素更好。
2.4抗静电改性
     由于尼龙的高电阻率,表面很容易聚集静电火花造成事故。常用于碳黑,金属材料及表面活性剂,如磺酸烷基磷酸酯,磺酸甜菜碱,烷基醇酰胺,抗静电剂。含有两种结构的亲脂和亲水基团磺酸分子,MC尼龙的,具有很强的亲和力,吸附空气中的水分子的亲水部分的亲油部分,使表面形成单分子导电性尼龙层,从而起到的作用,静电电荷的泄漏导致的防静电效果。
     抗静电剂的选择原则是:(1)具有化学惰性,就是不与单体分子或阴离子活性中心和催化添加剂引起的化学反应(2)可选用阴离子,非离子或两性等(3)高温度稳定,不挥发而不分解,能承受温度聚合(4)不包含水(5)达到分子分散,形成单分子溶解在己内酰胺单体更好,或分散增溶剂。
     徐震山[12]成功地使用磺酸抗静电MC尼龙试验结果表明:普通MC尼龙的3体积电阻率(干燥状态)×e5Ω厘米,抗静电剂,可修改6 ×e3Ω·厘米,和耐洗涤,可长防静电,外观和其他性能基本保持不变。姣斌[13]研究了另外炭黑改善MC尼龙的抗静电性能。他用磺酸,六甲基磷酰三酰胺具有抗静电MC尼龙(HPT)作为添加剂改性,抗静电剂,可以提高分散性,表面电阻率的材料长期稳定在1 ×e7Ω·厘米的幅度。
2.5阻燃改性
    氧化镁,PL - - 10和Sb2O3 - MC尼龙红磷阻燃剂适合3种溴化阻燃剂[14]。这些阻燃剂的预处理后,均匀地分散在MC尼龙的,不影响聚合。己内酰胺重量100部分添加五个红磷和镁或1三氧化二锑 - 溴,MC尼龙的氧指数从22%提高到26.8%和27.5%,并在一定量的机械没有显著效果表现。
    火焰阻燃尼龙燃烧,挥发的白色磷,磷酸氧酸反应的第一个尼龙表面,在这方面,红磷解聚机制,以减少尼龙表面氧的浓度,以防止聚合物分解氧化,提高其抗氧化稳定性。另一方面,成聚磷酸盐玻盖,磷酸脱水形成固体碳聚合物脱水残留碳层,以减少分解产物的可燃性气体扩散,以减少火焰和聚合物之间的传热和抑制燃烧。此外,磷的气相氧化燃烧的红磷可以有效地抑制活性自由基,减少MgO的火焰力量进行干预,以促进对红磷,红磷阻燃剂氧化效果更佳。 PL - 10磷,红磷阻燃剂机制是类似的碳含量和较高的苯环,在协同效应,加快残炭层的生成,以提高阻燃效果。三氧化二锑 - 溴,产生大量气体SBBR,到燃烧产生的火焰捕捉活性聚合物自由基,起到阻燃。
3结论
随着中国经济的持续发展,人民群众日益增长的对高性能材料的需求,将导致更深入的修改MC的。无机纳米材料改性MC混合无机复合材料,高稳定性,高强度,高硬度,耐磨性,耐热性和高分子材料,高弹性,可加工性等,以实现高性能的材料和功能,扩大应用的MC尼龙,MC尼龙将被修改的主要发展方向。