聚合物合金发展动向（二） □李红艳
□李红艳 （接第１０期第１１页）
（接第１０期第１１页） 聚酰胺（ＰＡ）／聚丙烯（ＰＰ）或聚烯烃（ＰＯ）类合金
聚酰胺（ＰＡ）／聚丙烯（ＰＰ）或聚烯烃（ＰＯ）类合金 ＰＡ／ＰＰ（ＰＯ）类合金是工程塑料和通用塑料典型的组合，
ＰＡ／ＰＰ（ＰＯ）类合金是工程塑料和通用塑料典型的组合，就性能价格比方面来说是最好的合金之一。从ＰＡ来看，通常将ＰＡ与ＰＰ混合以改进物性，并提高材料的尺寸稳定性、减轻重量、抗冲击强度及成型性。另外在潮湿环境中也能高刚性化，使物性提高而价格却不上升。另一方面，难以提高耐热性，阻燃性、耐药品性、耐摩耗性、润滑性等。从ＰＰ看，由于ＰＰ与ＰＡ共混，其耐热性和高刚性可提高很多，并可望能增加气体阻透性和亲水性等功能，这些要求多用于薄膜，层压片。 一、ＰＡ类合金的特性
一、ＰＡ类合金的特性 ＰＡ是比较容易合金化的树脂，目前已有不少ＰＡ类合金正在开
ＰＡ是比较容易合金化的树脂，目前已有不少ＰＡ类合金正在开拓市场，作为ＰＡ类合金的研究动向，相容化技术和形态学控制是很重要的，基础材料的设计和希望与最终制品性能的吻合成为实用化的关键。 引人注目的开发动向是抗冲击性能的改良，提高刚性及耐热性，
引人注目的开发动向是抗冲击性能的改良，提高刚性及耐热性，降低吸水率使尺寸稳定性更好，再赋予润滑性和气体阻透性等功能。 实际应用时，其熔接性、弯曲变形（特别是结晶树脂之间）、再
实际应用时，其熔接性、弯曲变形（特别是结晶树脂之间）、再利用性、价格等都是要考虑的问题。 １．低吸水率和低密度
１．低吸水率和低密度 要保持ＰＡ所具有的稳定性，同时改变其因吸水性大而引起尺寸
要保持ＰＡ所具有的稳定性，同时改变其因吸水性大而引起尺寸变化的缺点，通常是与聚烯烃树脂合金化。聚烯烃类合金目前很多，专利报道也很多。例如以ＰＰ为基材来引入ＨＥＭＡ（甲基丙烯酸-２-羟基乙酯）、ＭＡＨ（顺丁烯二酸酐）、十一碳烯酸、 缩水甘油等官能团进行改性。 日本三井石化申请了环状烯烃共聚合的专利，用环状聚烯烃和Ｐ
日本三井石化申请了环状烯烃共聚合的专利，用环状聚烯烃和ＰＡ的合金制品，由以前齐格勒催化技术开发的环状烯烃聚合物，改进ＰＡ因吸水性大使尺寸变化的缺点和低密度化及热稳定性。 ２．抗冲击性
２．抗冲击性 为提高抗冲击强度，有ＰＡ／改性ＰＯ合金和ＰＡ／ＡＢＳ类合
为提高抗冲击强度，有ＰＡ／改性ＰＯ合金和ＰＡ／ＡＢＳ类合金。特别是ＰＡ／改性ＰＯ类合金以其超韧性ＰＡ而广为人知，绝对干燥时的低温冲击强度大幅度提高，作为商品受到很高的评价。这种高抗冲ＰＡ是杜邦公司开发和工业化的叫做ＰＡ和无水马来酸改性ＥＰＤＭ（三元乙丙橡胶）合金。ＥＰＤＭ与酸反应后再与ＰＡ中的氨基反应，生成ＥＰＤＭ的ＰＡ侧链转移聚合物，起ＰＡ和ＥＰＤＭ相容剂的作用，发现其具有优秀的抗冲击性。 这种超韧的ＰＡ可以在广阔的领域里稳定使用。例如，滑雪靴的
这种超韧的ＰＡ可以在广阔的领域里稳定使用。例如，滑雪靴的扣、各种把手、滑雪靴的侧板和各种夹具。 ３．耐热性
３．耐热性 作为改进耐热性的材料，有ＰＡ／ＰＰＥ类合金和ＰＡ／多芳基
作为改进耐热性的材料，有ＰＡ／ＰＰＥ类合金和ＰＡ／多芳基（ＰＡＲ）类合金。 最近进行研究的有ＰＡ／ＰＰＥ类合金，１９８５年美国ＧＥ公
最近进行研究的有ＰＡ／ＰＰＥ类合金，１９８５年美国ＧＥ公司率先推出（Ｎｏｒｙｌ）ＧＴｘ，利用ＰＰＥ的高玻璃化温度和非结晶性，制成具有耐热性和抗冲击性特征的合金，于１５０～１６０℃的高温下在线涂饰，可以作为热塑性面板材料。日产汽车已于１９８７年实现在线涂饰。 如把ＰＰＥ和无水马来酸在２９０～３１５℃下挤出机中混炼熔
如把ＰＰＥ和无水马来酸在２９０～３１５℃下挤出机中混炼熔融，得到无水马来酸接枝改性的ＰＰＥ，将这种ＰＰＥ与ＰＡ及苯乙烯-乙烯、丁烯-苯乙烯嵌段聚合体混合，经过改性的ＰＰＥ和ＰＡ末端的氨基反应，生成接枝聚合物。其橡胶的粒子小，可以提高冲击强度。 ４．成型加工性、流动性
４．成型加工性、流动性 非相容性聚合物两组分合金会造成粘度下降而使成型容易。例如，
非相容性聚合物两组分合金会造成粘度下降而使成型容易。例如，在挤出成型和注射成型时，中途如改为两组分的混合材料，其挤出扭矩会降低。这种现象与液晶聚合物粘度下降的机理相似，由于合金的两组分之间是间断的，分散相流动的方向是在一个领域里。关于ＰＡ／ＰＰ合金的流动性，研究结果表明非反应类的ＰＡ／ＰＰ和ＭＡＨ-ＰＰ／ＰＡ有粘度下降的倾向，而反应类的有粘度上升的倾向。 最近开发的部分芳香族ＰＡ／ＰＯ合金既保留了部分芳香族ＰＡ
最近开发的部分芳香族ＰＡ／ＰＯ合金既保留了部分芳香族ＰＡ高耐热性的特性，又使成型性变好，同时还低密度化，ＰＯ合金化后流动性比ＰＢＴ好，据说可以直接使用ＰＢＴ材料的模具，密度为１．１０ｇ／ｃｍ３，比ＰＢＴ轻２０％。因此有希望代替ＰＢＴ作为连接器外壳材料。 ５．柔软性
５．柔软性 为了提高ＰＡ１２的柔软性，正在研究用反应型合金化技术开发
为了提高ＰＡ１２的柔软性，正在研究用反应型合金化技术开发与ＰＯ的合金材料。由于柔软性和耐高温性优秀，可以生产有金属衬里的管道和导管类制品，与ＰＡ６一体成型的导管正开拓汽车上的用途。 ６．力学性能
６．力学性能 目前正在开发具有优秀力学性能的非结晶ＰＡ和液晶聚合物（Ｌ
目前正在开发具有优秀力学性能的非结晶ＰＡ和液晶聚合物（ＬＣＰ）合金材料，随着ＬＣＰ含量的增加，抗拉强度和弯曲弹性率提高。当ＬＣＰ量为５０％时，抗拉强度是ＰＡ的２倍，超过纯液晶聚合物的相乘效果。这类合金是非相容性的，形态学是随着ＬＣＰ含量的增加从粒状、棒状到原纤维结构变化的。其粘度比２种聚合物低。 二、具有核壳微观结构的ＰＡ／ＰＰ类合金
二、具有核壳微观结构的ＰＡ／ＰＰ类合金 一般相容性通常是引入反应性基团使其通过反应相容，或引入与
一般相容性通常是引入反应性基团使其通过反应相容，或引入与双方成分有亲和性的第三组分聚合物。 作为聚合物合金的设计思想是将反应与非反应型相容组合，取得
作为聚合物合金的设计思想是将反应与非反应型相容组合，取得形态学上的核壳型复合分散粒子结构。利用这种技术可以实现含有高浓度聚烯烃，低吸水率、低密度的ＰＡ合金材料。为了得到既有低吸水性、低密度又有高刚性的ＰＡ合金，作为聚合物合金的对照材料，在ＰＯ中选择低吸水性、质量轻的、刚性较高的ＰＰ。ＰＡ／ＰＯ之间的相容用无水马来酸酐改性ＰＯ，解决与ＰＡ的反应相容性问题。为使增韧的橡胶成分与ＰＰ相容，可用ＥＰＲ（乙丙橡胶）。 由ＰＡ／ＰＰ／ＥＰＲ三组分组成的微观结构，由于各组分的相
由ＰＡ／ＰＰ／ＥＰＲ三组分组成的微观结构，由于各组分的相容性和调节熔融的粘度，一般认为形成ＰＰ核-ＥＰＲ壳型结构； ＥＰＲ核-ＰＰ壳结构和ＰＰ-ＥＰＲ独立分散型结构三种类型，电镜观察也证实了这三种微观结构。无水马来酸与ＰＰ或ＥＰＲ接枝，成为ＰＰ壳-ＥＰＲ核或ＥＰＲ壳-ＰＰ核，使ＰＰ及ＥＰＲ都改性，呈独立分散的结构。形成这三种微观结构时的力学特性显示在刚性及强度方面，ＰＰ壳型较好，而在抗冲击性方面则ＥＰＲ壳型较优，独立分散型结构的刚性及强度均较低。 像这样由核壳型复合粒子分散结构能得到具有物理特征的合金。
像这样由核壳型复合粒子分散结构能得到具有物理特征的合金。由于合金是核壳型复合粒子分散，可以含有大量的ＰＯ，例如，ＰＡ６６类的可得到很好的成型流动性，低密度及吸水时的尺寸稳定性具优的合金。以这种核壳合金为基础，日本宇部兴产公司开发了低吸水率、低密度的ＰＡ／ＰＯ合金。牌号为“２０１５ＡＣＩ”这是一种可在广泛领域里使用的特别是汽车零部件要求的ＰＡ低吸水率和低密度化的ＰＡ／ＰＯ合金，基本特性如下： ①低吸水率及尺寸稳定性，吸水率仅０.４％， 为ＰＡ的一半，
①低吸水率及尺寸稳定性，吸水率仅０.４％， 为ＰＡ的一半，而因吸水引起的尺寸变化也比ＰＡ６６大幅度降低。 ②低密度化，其密度为１.０１ｇ／ｃｍ３， 比ＰＡ６６轻１０
②低密度化，其密度为１.０１ｇ／ｃｍ３， 比ＰＡ６６轻１０％。 ③力学特性，优秀的抗冲击性，比ＰＡ６６提高约２倍，保持了
③力学特性，优秀的抗冲击性，比ＰＡ６６提高约２倍，保持了ＰＡ原有的强度及刚性。 ④成型性，熔融粘度特性几乎与ＰＡ６６一致。注射成型时在模
④成型性，熔融粘度特性几乎与ＰＡ６６一致。注射成型时在模具内的流动性比ＰＡ好。２０１５ＡＣＩ与ＰＡ６６相比，其物理力学特性能得到很大改善。 三、耐热性核壳型ＰＡ／ＰＰ类合金
三、耐热性核壳型ＰＡ／ＰＰ类合金 有效利用上述的核壳结构的控制技术，就可开发出耐热性更高的
有效利用上述的核壳结构的控制技术，就可开发出耐热性更高的材料。目前已研究出比２０１５ＡＣＩ的负荷弯曲温度还要高３０～５０℃，同时抗冲击强度也提高１～１. ５倍的ＰＡ／ＰＰ类合金材料，成型时的流动性也很好。 ＰＡ／ＰＰ（ＰＯ）类合金是非常吸引人的，在实用方面应大力
ＰＡ／ＰＰ（ＰＯ）类合金是非常吸引人的，在实用方面应大力开发，目前其市场与ＰＡ相比要小很多，还不到ＰＡ的１０％。 今后，对于ＰＡ／ＰＰ（ＰＯ）类合金应满足低吸水率、低密度
今后，对于ＰＡ／ＰＰ（ＰＯ）类合金应满足低吸水率、低密度化、高耐热性、高熔点、高抗静电性，高气体阻透性、高滑动性、低磨损性、柔软性、低成本化等要求。（未完待续）