聚酰胺46(PA46)是荷蘭DSM公司的專利產品,商品名為Stanyl.。PA46是一種耐熱聚酰胺,已經越來越廣泛地被應用于汽車工業、電子電器工業和許多其它各種工程用途。PA46是由丁二胺與已二酸縮聚而得的脂肪族聚酰胺。盡管PA46與PA66在分子結構上很相似,但同一長度的分子鏈上,PA46有更多的酰胺基團(見下圖),更加規整對稱的鏈結構,更易結晶,從而有更高的熔點(295℃),更高的結晶度,更快的結晶速率。PA46的結晶度大約為70%,遠大于PA66的結晶度(50%),加之分子鏈間有更加密集的氫鍵網絡,使其有很高的熱變形溫度,未增強時為190℃,而經玻璃纖維增強后可達290℃。
PA46與PA66的結構比較
PA46不僅在通常環境溫度下,有高的機械強度與剛性、耐疲勞性、突出的耐蠕變性,并且在高溫環境中能保持這些特性。與此同時,PA46又不失塑料的其它各種優點,如耐腐蝕、輕量化、減震、消音、電絕緣、易成型加工等。這些特征使PA46與PA6、PA66等其它工程塑料相比,有很大的技術優勢。
它在通用工程塑料與特種工程塑料(如LCP、PPS、PEEK等)之間架起了橋梁。事實上,PA46通常被用來替代特種工程塑料。由于PA46的高耐熱性、高溫下的高剛性、低蠕變性,使其在價格/性能比方面,可與PPS、PEI、PES、LCP等特種工程塑料相媲美。
由于PA46的高耐熱性,使其能耐受高達280℃的回流焊接溫度,并保持尺寸穩定性。這對于新的無鉛焊接技術的特別重要的。而LCP通常被指定用來成型經受此場合的部件,但LCP的成本遠遠大于PA46。
像所有的聚酰胺一樣,PA46可逆地從環境中吸收水分,直至達到平衡。未經玻璃纖維增強的PA46在23℃/50%RH條件下平衡吸濕量為3.7%,而經玻璃纖維增強的PA46在23℃/50%RH條件下平衡吸濕量為2.6%。由于吸濕,制品尺寸會發生變化。這在模具設計時應予考慮。
此外,也可利用這一特性,對制品進行狀態調節,一方面縮短達到平衡吸濕的時間,另一方面吸濕后的PA46會有較好的韌性。通常按ISO1110(1987)方法,在70℃/62RH%條件下進行狀態調節,也可將制件浸入50-80℃的水中,使其加快吸濕過程。
原材料的吸濕會對PA46的成型加工造成嚴重影響。在高溫或長時間停留情況下,濕物料會引起水解降解,導致分子量下降,故物料在貯存時要防潮,成型前要進行預干燥,將水分含量降至0.05%以下。
由于PA46的熔點高達295℃,故加工溫度較高。注射成型時,對標準級,熔體溫度控制在305-320℃,模具溫度控制在80-120℃。為了優化加工條件,必須注意加工PA46時溫度的上下限與停留時間限制(見圖 )
標準的Stanyl PA46加工溫度上下限與停留時間
與其它尼龍一樣,PA46在超過330℃以上會發生嚴重的降解,即便物料短時間停留也是這樣。在溫度較低時,允許停留的時間取決于加工溫度。為使熔融塑化充分,熔體溫度總應在300℃以上。當熔體溫度為310-320℃時,才可獲得較佳的機械性能;對高流動級,熔體溫度應為315-330℃,停留時間應少于6min鐘。
6、聚苯醚(PPO)及改性聚苯醚(MPPO)
以銅一胺絡合物為催化劑,以苯一乙醇混合劑作反應介質,2,6-二甲酚單體和氧在30℃下聚合反應即可生成聚苯醚(PPO),其結構式為:
聚苯醚屬非結晶性高聚物,具有很高的玻璃化溫度(Tg約210℃),脆點<—170℃,分解溫度350℃以上,熱變形溫度約170℃。
聚苯醚硬而韌,機械強度很高。其硬度超過尼龍、聚甲醛、聚碳酯,蠕變量卻比它們小。聚苯醚的機械強度,隨著溫度上升下降緩慢,在149℃以上仍有良好的強度及剛度,而在—167℃時仍具延展性,
聚苯醚具有突出的耐水性與電絕緣性。在工程塑料中,聚苯醚的吸水性最小(室溫下飽和吸水率在0.1%以下),在沸水中煮沸仍具有良好的尺寸穩定性。經長期耐水試驗(93℃,10000小時)后,聚苯醚的拉伸強度、伸長率、抗沖強度都沒有明顯的下降。聚苯醚的介電性能居工程塑料之首,并且在很寬的頻率、溫度、濕度范圍內,介電常數和介質損耗角正切低而恒定,高溫下有高而穩定的體積電阻率和表面電阻率。
因此,它特別適用于生產電器產品,尤其是耐高溫與高電壓的電器零部件。
聚苯醚能耐稀酸、稀堿、合成洗滌劑、皂液與一些濃酸。但在在受力情況下浸于礦物油、酮類、酯類溶劑中,會產生應力開裂。鹵代脂肪烴(如氯仿)、芳香烴(如甲苯)能溶解或溶脹聚苯醚。
聚苯醚常用的改性方法有:與苯乙烯系聚合物共混;用阻燃劑和玻璃纖維進行阻燃、增強改性。PPO與苯乙烯系聚合物有良好的熔融共混性。其共混物有良好的加工流動性,耐熱性及沖擊強度則與苯乙烯系聚合物的品種有關。因此,利用這一改性方法可制得各種耐熱、耐沖擊性牌號的改性聚苯醚(MPPO)。
如PPO常與HIPS組成改性聚苯醚。又如苯乙烯系彈性體苯乙烯–丁二烯橡膠(SBR)類共聚物,由于含有苯乙烯基團,和PPO相溶,所以與PPO/PS合金相溶性好。加有苯乙烯系彈性體的PPO/PS合金耐沖擊性優異。
聚苯醚本身就有良好的阻燃性,氧指數(OI)為29,具有自熄性。由于苯乙烯系聚合物為易燃性材料,故MPPO的阻燃性有所下降,需要更高的阻燃性時,應再適量添加阻燃劑。
聚苯醚經纖維增強改性后,其機械強度進一步提高,熱變形溫度可達200℃左右,難燃性達UL94V–O級。
聚苯醚的耐光性較差,長時間在陽光或熒光燈下使用會變色,顏色發黃。因此,改善聚苯醚的耐光性是一重要課題。
聚苯醚的熔體粘度大,熔融流動性差。經由苯乙烯系聚合物改性而得到的MPPO,粘度明顯降低,有良好的流動性,加工性得到明顯改善。