玻纤增强尼龙6材料储存时间小结.doc

玻纤增强尼龙6材料贮存时间小结 1、前言 聚酰胺(PA，俗称尼龙)，具有良好的综合性能，包括力学性能、耐热性、耐磨损性、耐化学药品性和自润滑性，且摩擦系数低，有一定的阻燃性，易于加工，适于用玻璃纤维和其它填料填充增强改性，提高性能和扩大应用范围。PA的品种繁多，有PA6、PA66、PAll、PAl2、PA46、PA610、PA612、PAl010等，以及近几年开发的半芳香族尼龙PA6T和特种尼龙等很多新品种，其中，PA6、PA66是最为常用的尼龙材料。 2、尼龙6结构介绍及老化机理 ?? ?尼龙6是由己内酰胺缩聚或开环聚合得到的，其长链分子的化学结构式为： H—[NH(CH2)XCO]—OH 在尼龙6分子结构中位于NH基团旁的亚甲基-CH2-是最薄弱环节,在高温(大于120℃)有氧气存在情况下,氧首先攻击上述所说的-CH2-中的氢原子形成过氧化物,过氧化物在高温下很易裂解形成自由基,自由基回过头来再攻击NH基团旁的-CH2-,于是发生尼龙分子链断裂,这就是尼龙热氧降解过程。 ??? 尼龙6在高温下除了遭遇热氧降解外，还会遭受水解,水解的结果也导致尼龙分子链发生断裂。 ?? 尼龙6在熔融状态下进行加工时，尼龙6本身的降解过程是复杂的，其中既包含了热氧降解又同时有水解。 ??? 尼龙6发生断链的危险除了来自上述所说的热氧降解和水解外，还有可能来自紫外光引发的光降解。当尼龙6暴露在300nm-400nm范围的紫外线下时，尼龙6分子链中的碳氮键会发生断裂，另外NH基团旁的亚甲基-CH2-亦会发生歧化产生自由基，二者共同作用的结果是使尼龙分子链断开，尼龙6分子量下降。由于尼龙6材料容易受到湿度、温度、紫外线、水分等环境因素的影响，而发生热氧降解，水解抑或光降解等，导致尼龙6分子量的减少，进而导致尼龙6材料强度急剧下降，同时韧性损失，性能劣化。降低了尼龙6材料使用的安全性和使用寿命，甚至导致事故，对尼龙6材料进行抗热氧等老化改性研究是开发其适应材料发展新要求的首要任务。 董传钦等研究了工程塑料在湿热气候下大气老化性能，发现尼龙6，原为白色, 经户外大气暴晒半年后,颜色变黄, 光泽减退。二年后表面出现纲状裂,纹。但在户内暴露试验6年, 外观仍然良好, 仅颜色轻微变黄。户内暴露试验五年, 抗张强度始终高于原始值, 而抗冲强度变化则较明显，暴露一年就下降18%二年下降44%。说明尼龙6在没有添加防老化剂的情况下，具有较好的储存性能。但是，没有防老剂等，尼龙6的使用寿命不能保证达到10年以上。 3、尼龙6抗老化方法 由于尼龙材料本身结构容易受到环境因素的影响而导致性能劣化，研究发现，通过添加抗氧剂及共混改性等方法可以提高PA材料的抗热氧老化性能，大幅延长材料的使用寿命。 PA6常见的热氧稳定剂有含铜稳定剂、胺类和受阻酚抗氧剂、氢过氧化物分解剂等 据文献介绍及大量实验证明，不同的抗氧剂体系的抗老化效果顺序为如下： 铜盐抗氧剂 1098 + 626 抗氧体系 1098抗氧体系 1010 + 626抗氧体系 同时，由于炭黑具有很好的紫外线吸收剂，所以黑色的尼龙6材料较其他色尼龙6更为抗老化。 梁惠霞等发现POE-g-MAH 弹性体在增韧PA6 体系中一定程度上可以起到抗热氧老化的作用。抗氧剂1098和亚磷酸酯类抗氧剂626 复配使用在PA6体系中有协同作用。铜盐抗氧剂和抗氧剂1098及其复配抗氧体系都是PA6树脂体系的高效抗氧剂,铜盐抗氧剂对增韧PA6体系的抗热氧老化作用更为明显。抗氧剂1010复配体系对PA6树脂的抗热氧老化作用有限。选用铜盐抗氧剂和1098复配抗氧剂的增韧PA6材料可以满足材料的抗热氧老化要求。 孙洲渝等研究了玻璃纤维增强尼龙66长期老化性能，发现添加了热稳定剂的PA66 103HSL，在做老化试验时，拉伸强度始终处于缓慢下降过程，到老化2000 h后，拉伸强度还能保持70％以上，说明在PA66材料中加入热稳定剂，对材料的长期老化性能起至关重要的作用 龙俊元等研究了PA6在紫外光老化中的变色与结构变化，发现，紫外光吸收剂与紫外光稳定剂能明显地延缓PA6的紫外光老化；由酚类抗氧剂／亚磷酸酯抗氧剂(质量比1／1)、紫外光吸收剂Tinuvin 234和紫外光稳定剂Tinuvin 123组成的稳定体系能产生协同效应，使PA6试样具有最佳的耐紫外老化变色性能 专利文献 CN 102786799 A 门窗型材专用尼龙材料 提到了由尼龙、玻纤、热稳定剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、成核剂等组分制备的一种用于门窗型材的尼龙材料（门窗型材的设计寿命应在20~30年）。 专利文献CN 102558843 A 、CN 1727407 A 、CN 102816428 A 以及CN 1854191 A 均报道了尼龙的抗老化的方法及制备方法