CN101735606A - 改性聚己内酰胺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种经核壳型聚合物改性尼龙-6，其由以聚苯乙烯和蒙脱土为核、聚丙烯酰胺为壳的核壳型聚合物与尼龙-6于230℃～260℃共混后制得。本发明设计并合成的改性尼龙-6具有良好的拉伸强度、弹性模量和弯曲强度。此外，由于所用的核壳型聚合物与尼龙-6间具有良好的相容性，故本发明所述的改性尼龙-6还具备良好的加工性能。发明名称为改性聚己内酰胺。

Description

改性聚己内酰胺

技术领域

本发明涉及一种改性聚己内酰胺(又称尼龙-6)，具体地说，涉及一种经核壳型聚合物改性的尼龙-6。

背景技术

尼龙-6由于存在固态或低温下冲击强度低及产品尺寸稳定性差等缺陷，其应用范围受到限制。为拓宽尼龙-6的应用范围，对其改性势在必行。

目前改性尼龙-6体系大多是：尼龙-6/相容剂/增韧剂三元共混体系(详见[J].辽阳石油化工高等专科学校学报.2000，(16)：23-25；[J].合成橡胶工业.2001，24(6)：361-364和[J].中国塑料，2001，(9)：29-31)。

采用上述三元共混体系存在的主要缺陷是：整个体系组分较多、配方复杂，且加工工艺繁琐。此外，由于在改性体系需引入相容剂，使影响产品质量的因素增加。

鉴于此，寻求新的尼龙-6的改性方法就成为本发明需要解决的技术问题

发明内容

本发明的目的在于，提供一种经核壳型聚合物改性的尼龙-6。

本发明的发明人采用由以聚苯乙烯和蒙脱土为核、聚丙烯酰胺为壳的核壳型聚合物改性尼龙-6，其通过调节核壳结构聚合物中聚苯乙烯含量，使核壳聚合物的粒径可控，从而达到改善尼龙-6的抗冲击性能。此外，本发明采用的核壳型聚合物与尼龙-6间具有良好的相容性，无需再添加相容剂，且所述的改性尼龙-6易于加工。

本发明所述的改性尼龙-6，其由以聚苯乙烯和蒙脱土为核、聚丙烯酰胺为壳的核壳型聚合物与尼龙-6于230℃～260℃共混后制得。

在本发明一个优选的技术方案中，尼龙-6与所述的核壳型聚合物(以聚苯乙烯和蒙脱土为核、聚丙烯酰胺为壳)的质量比为100∶(0.1～10)；更优选的尼龙-6与所述的核壳型聚合物的质量比为100∶(3～8)。

附图说明

图1为以聚苯乙烯和蒙脱土为核、聚丙烯酰胺为壳的核壳型聚合物的TEM图；

其中：黑色球体为所述核壳型聚合物的核(其由蒙脱土插入聚苯乙烯形成)，黑色球体外的环为所述核壳型聚合物的壳(聚丙烯酰胺)。

图2为聚丙烯酰胺接枝聚苯乙烯的TEM图。

图3为本发明所述的经核壳型聚合物改性尼龙-6的SEM图。

图4为尼龙-6、乙烯和辛烯的共聚物(POE)改性尼龙-6及发明所述的经核壳型聚合物改性尼龙-6的熔体流动速率对比图。

具体实施方式

一种制备本发明所述的经核壳型聚合物改性尼龙-6的方法，其包括如下步骤：

(1)核壳型聚合物的制备：

将乳化剂(如十二烷基苯磺酸钠等)、层状蒙脱土和去离子水置于装有搅拌器和冷凝管的反应器中，在60℃～80℃及有惰性气体(如氮气等)存在条件下，向该反应器中依次加入过硫酸盐(引发剂)、苯乙烯(单体)和丙烯酰胺(单体)反应6小时至8小时，破乳，过滤，所得固体物即为本发明所述的以聚苯乙烯和蒙脱土为核、聚丙烯酰胺为壳的核壳型聚合物[简记为：P(St-AM)/OMMT]；

其中：层状蒙脱土、苯乙烯(单体)与丙烯酰胺(单体)的质量比为1∶(4～9)∶(3～7)；

乳化剂的用量为反应物总重量的4wt％～7wt％；引发剂的用量为反应物总重量的1wt％～2wt％；

(2)改性尼龙-6的制备：

将经干燥的尼龙-6和由步骤(1)制的P(St-AM)/OMMT，按尼龙-6与P(St-AM)/OMMT的质量比为100∶(0.1～10)[优选的质量比为100∶(3～8)]，于230℃～260℃(优选240℃～250℃)共混后得目标物。

本发明设计并合成的改性尼龙-6具有良好的弹性模量、弯曲强度和弯曲模量。此外，由于P(St-AM)/OMMT与尼龙-6间具有良好的相容性，故本发明所述的改性尼龙-6还具备良好的加工性能。

下面通过实施例对本发明作进一步阐述，其目的仅在于更好理解本发明的内容。因此，所举之例并不限制本发明的保护范围。

在实施例中性能测试条件和/或标准如下：

●拉伸性能测试：由深圳市新三思材料检测有限公司生产的SANS微机控制万能力学测试实验机进行测试，标准采用ISO 527-2：1993，拉伸速度为50mm/min。

●弯曲性能测试：由深圳市新三思材料检测有限公司生产的SANS微机控制万能力学测试实验机进行测试，标准采用ISO 178：1993。

●缺口冲击强度测试：由中国河北省承德市材料实验机厂生产的UJ-40型冲击试验机进行测试，标准采用ISO 179-1982。

●熔体流动速率测试：由上海彭浦制冷器有限公司生产的SRSY-1熔体流动速率测试仪测试，标准采用GB3682-83，温度为230℃，负荷为2160g。

实施例1

(1)核壳型聚合物[P(St-AM)/OMMT]的制备：

在装有搅拌器、冷凝管，并通氮气的三口烧瓶中加入1000毫升去离子水、10克层状蒙脱土(OMMT)和5克十二烷基苯磺酸钠，加热到70℃，加入1克过硫酸铵，滴加45克苯乙烯(滴加耗时0.5-1.0小时)，在此状态保持1-2小时，再滴加45克丙烯酰胺(滴加用时0.5-1.0小时)，在此状态保持2-4小时，冷却，用NaCl破乳，抽滤及干燥所得固体后得白色粉末[P(St-AM)/OMMT]。其TEM图见图1和图2。

(2)改性尼龙-6的制备：

先将尼龙-6于90℃干燥12小时，P(St-AM)/OMMT于80℃干燥12小时。将干燥过的尼龙-6和P(St-AM)/OMMT按质量比为100∶3混合，经由双螺杆挤出机挤出后得目标物(本发明所述的改性尼龙-6)，其SEM图见图3。

其中：双螺杆挤的加工温度235℃～260℃(优选240℃～250℃)，螺杆转速为50转/分～80转/分(优选螺杆转速65转/分～75转/分)。

上述所得的改性尼龙-6再用注塑机加工成拉伸、弯曲和冲击试样。其力学性能测试结果见表1，熔体流动速率测试结果见图4。

实施例2

在核壳型聚合物[P(St-AM)/OMMT]的制备过程中滴加40克苯乙烯和30克丙烯酰胺，其他一切同实施例1，得改性尼龙-6。其力学性能见表1。

实施例3

在核壳型聚合物[P(St-AM)/OMMT]的制备过程中滴加90克苯乙烯和70克丙烯酰胺，其他一切同实施例1，得改性尼龙-6。其力学性能见表1。

实施例4

在第二步改性尼龙-6的制备过程中，将干燥过的尼龙-6和P(St-AM)/OMMT按质量比为100∶0.1混合，其他一切同实施例1，得改性尼龙-6。其力学性能见表1。

实施例5

在第二步改性尼龙-6的制备过程中，将干燥过的尼龙-6和P(St-AM)/OMMT按质量比为100∶10混合，其他一切同实施例1，得改性尼龙-6。其力学性能见表1。

表1

对比例

以POE为改性剂，采用与实施例1相同的条件(包括改性剂的用量和改性工艺条件)，得改性尼龙-6。其力学性能见表1，熔体流动速率测试结果见图4。

Claims (6)

1.一种改性尼龙-6，其由以聚苯乙烯和蒙脱土为核、聚丙烯酰胺为壳的核壳型聚合物与尼龙-6于230℃～260℃共混后制得；

其中尼龙-6与所述的核壳型聚合物的质量比为100∶(0.1～10)。

2.如权利要求1所述的改性尼龙-6，其特征在于，其中尼龙-6与核壳型聚合物的质量比为100∶(3～8)。

3.如权利要求1或2所述的改性尼龙-6，其特征在于，其中所述的核壳型聚合物由下列方法制得：

将乳化剂、层状蒙脱土和去离子水置于装有搅拌器和冷凝管的反应器中，在60℃～80℃及有惰性气体存在条件下，向该反应器中依次加入过硫酸盐、苯乙烯和丙烯酰胺反应6小时至8小时，破乳，过滤，所得固体物即为目标物；

其中：层状蒙脱土、苯乙烯与丙烯酰胺的质量比为1∶(4～9)∶(2～8)；

乳化剂的用量为反应物总重量的4wt％～7wt％；引发剂的用量为反应物总重量的1wt％～2wt％。

4.如权利要求3所述的改性尼龙-6，其特征在于，其中所述的乳化剂为十二烷基苯磺酸钠。

5.如权利要求3所述的改性尼龙-6，其特征在于，其中所述的过硫酸盐为过硫酸铵。

6.如权利要求3所述的改性尼龙-6，其特征在于，其中所述的破乳采用氯化钠。

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