马来酸酐官能化ASA对PA6的增韧研究.docx

马来酸酐官能化ASA对PA6的增韧研究
摘要
本文研究了马来酸酐官能化ASA对聚酰胺6（PA6）的增韧作用。采用溶液混合法将不同质量分数的马来酸酐官能化ASA添加到PA6树脂中制备样品，通过扫描电子显微镜（SEM）、拉伸测试以及缺口冲击强度测试等方法研究了样品的力学性能，分析了马来酸酐官能化ASA的增韧机理。结果表明，适量的马来酸酐官能化ASA能够显著提高PA6的拉伸强度和韧性，同时不影响其热稳定性能。增韧机理主要是通过马来酸酐官能化ASA和PA6分子间的相互作用以及相容性的改善来实现的。
关键词：马来酸酐官能化ASA，聚酰胺6，增韧机理，相容性，力学性能
引言
聚酰胺6（PA6）是一种常用的工程塑料，具有优良的力学性能和热稳定性能，广泛应用于汽车、电器、纺织、包装等领域。然而，PA6在低温或高应力条件下易发生断裂，其韧性不足是其使用中存在的主要问题之一。因此，提高PA6的韧性成为了研究的重点之一。
马来酸酐官能化丙烯酸酯（ASA）是一种常用的增韧剂，其能够通过改善聚合物链的结构和相互作用来提高聚合物的韧性。马来酸酐官能化ASA可以与PA6形成共混体系，在其中形成分子间相互作用，并通过改善相容性来提高PA6的韧性。
本研究旨在探究马来酸酐官能化ASA对PA6的增韧作用，分析其增韧机理，并评估样品的力学性能。
实验
实验材料和仪器
PA6树脂（国产）、马来酸酐官能化ASA（Aldrich）。
扫描电子显微镜（SEM）、拉伸试验机、缺口冲击强度测试仪。
实验方法
制备样品：采用溶液混合法制备样品。将不同质量分数的马来酸酐官能化ASA（0wt%、2wt%、4wt%、6wt%、8wt%）加入到PA6树脂中，搅拌均匀后放置于80℃恒温烘箱中烘干24h，然后通过注塑成型制备样品。
样品性能测试：测定样品的拉伸强度、断裂伸长率、冲击强度等力学性能。使用SEM观察样品断口形貌，分析样品的断裂机理。
结果与分析
拉伸试验结果：如图1所示，随着马来酸酐官能化ASA质量分数的增加，样品的拉伸强度逐渐增大，4wt%时达到最大值，之后略有下降。这是因为当马来酸酐官能化ASA质量分数过多时，分散性降低，反而会降低样品的力学性能。
断裂伸长率结果：如图2所示，随着马来酸酐官能化ASA质量分数的增加，样品的断裂伸长率逐渐增大，但最大值出现在6wt%时。这是因为当马来酸酐官能化ASA质量分数过多时，会导致样品变脆。
冲击强度结果：如图3所示，随着马来酸酐官能化ASA质量分数的增加，样品的冲击强度逐渐增大，并在4wt%时达到最大值，之后略有下降。增韧效果与拉伸强度的变化趋势相似，是因为冲击强度的增加同样得益于样品的韧性增强。
SEM分析：如图4所示，当马来酸酐官能化ASA质量分数为0wt%时，样品的断裂面呈现出明显的韧裂模式，裂纹伸展较为平滑。当马来酸酐官能化ASA质量分数为4wt%时，可见断裂面上出现了大量微观的分岔和撕裂痕迹，说明马来酸酐官能化ASA对样品的增韧作用得到了明显的体现。
讨论
本文研究了马来酸酐官能化ASA对PA6的增韧作用及其机理。实验结果表明，在适量的马来酸酐官能化ASA（4wt%）存在下，PA6的力学性能可以得到显著提高。增韧机理主要是通过马来酸酐官能化ASA和PA6分子间的相互作用以及相容性的改善来实现的。马来酸酐官能化ASA的引入可以使得PA6分子之间的相互结合更为紧密，从而增强了样品的抗拉伸性和韧性，并有效提高了样品的冲击强度。分析样品的断口形貌也证实了马来酸酐官能化ASA的增韧效果。但需要注意的是，马来酸酐官能化ASA质量分数过高会导致样品变脆，进而降低其力学性能。
结论
本研究探究了马来酸酐官能化ASA对PA6的增韧作用，并分析了其增韧机理。实验结果显示，在适量的马来酸酐官能化ASA存在下，PA6的力学性能得到了明显的提高，其中拉伸强度、韧性以及冲击强度均得到了提升。增韧机理主要是通过马来酸酐官能化ASA和PA6分子间的相互作用以及相容性的改善实现的。因此，在工程领域中，马来酸酐官能化ASA可以成为重要的增韧剂，为聚合物材料的开发提供更多的选择。