解決尼龍6/66吸水的辦法

解決尼龍6/66吸水的辦法

水對(duì)尼龍6尼龍66塑料的塑化效果很明顯，而且在初始吸水階段最敏感。僅靠保持干燥環(huán)境來保證尼龍6尼龍66材料的性能比較困難。解決尼龍6尼龍66吸水問題有兩類方法，一是通過降低吸水量來減少水分對(duì)其性能的影響；二是通過提高尼龍6尼龍66的相關(guān)性能，期望能抵消吸水后對(duì)尼龍6尼龍66性能的影響。

1、共混和復(fù)合

添加酚醛樹脂和聚乙烯基苯酚等含酚樹脂能減少尼龍6尼龍66的吸水量，提高其Tg，同時(shí)對(duì)Tm影響較小。

研究發(fā)現(xiàn)，添加的酚類物質(zhì)主要存在于尼龍6尼龍66的無定形區(qū)域。對(duì)于酚類物質(zhì)的這種效果，研究者是這樣解釋的：水之所以能破壞尼龍6尼龍66中業(yè)已形成的氫鍵而與羰基或胺基形成新的氫鍵，就是因?yàn)樗肿优c羰基或胺基形成氫鍵的趨勢(shì)比他們之間要高。酚基與羰基形成氫鍵的趨勢(shì)比水分子更高，添加酚類物質(zhì)之后，酚基占據(jù)了尼龍6/66中的羰基和胺基，并因其所含的苯環(huán)產(chǎn)生了位阻效應(yīng)，阻止了水分子的進(jìn)入。通過等溫吸附實(shí)驗(yàn)、SAXS和分子模擬的方法都支持了這種解釋。

添加胺基聚醚(Blox)、磺化聚酯或含芳聚酰胺也能減少尼龍6/66的吸水量。尼龍6/66與其他高分子(如PP、PS、PC、ABS等)共混一般只能減慢吸水速度，并不能降低吸水量。同時(shí)如果相容性不好，還會(huì)犧牲力學(xué)性能。

添加無機(jī)納米粒子有一定的效果。聚酰胺/層狀硅酸鹽納米復(fù)合材料能夠大幅提高力學(xué)性能、熱變形溫度、阻隔性和阻燃效果，同時(shí)添加有機(jī)蒙脫土的聚酰胺/層狀硅酸鹽納米復(fù)合料能夠降低吸水的速度。當(dāng)蒙脫土的添加達(dá)到一定量時(shí)(通常大于4%)，能夠降低尼龍的平衡吸水率。這是由于蒙脫土做為一種成核劑，可提高尼龍的結(jié)晶度，這樣其中的無定形區(qū)就變小，從而降低了尼龍的吸水量。

以上納米復(fù)合材料方法在減慢吸水速度、降低吸水量的同時(shí)，在很大程度上還改善了尼龍6尼龍66因吸水帶來的不良后果。如尼龍蒙脫土納米復(fù)合材料吸水后，力學(xué)性能的下降和尺寸變化要小于純尼龍。另一方面，上文引用的這些共混和無機(jī)納米復(fù)合的報(bào)道在力學(xué)性能上均獲得改善，如Tg、模量的提高等等，就算吸水之后力學(xué)性能有所回落，回落的幅度也遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于加入蒙脫土后所增加的幅度。右圖是不同含量的蒙脫土的尼龍6塑料，放置一段時(shí)間后彎曲模量發(fā)生的變化，從圖中可以看出，即使是2%蒙脫土的添加量，在達(dá)到飽和吸水率后，彎曲模量也會(huì)高出純尼龍6很多。

還有報(bào)道通過將尼龍6尼龍66與吸濕性較低、力學(xué)強(qiáng)度較高的尼龍11粘合成層狀復(fù)合材料，由于尼龍11的支架或限制作用，吸水后能保持尺寸和一定的力學(xué)強(qiáng)度。

2、交聯(lián)

尼龍6尼龍66交聯(lián)后的力學(xué)性能變化是常規(guī)的，即Tg上升、剛性和脆性增強(qiáng)。但是關(guān)于交聯(lián)后的吸水量或水分對(duì)材料性能的影響的報(bào)道很少，只查到一篇報(bào)道稱其交聯(lián)后的尼龍6吸水量有所減少。

3、表面改性

通過對(duì)尼龍6尼龍66塑料的表面進(jìn)行疏水化改性可以減少吸水量。例如，通過表面接枝含氟聚合物或者在表面形成具有荷葉結(jié)構(gòu)超疏水層。

添加胺基聚醚(Blox)、磺化聚酯或含芳聚酰胺也能減少尼龍6尼龍66的吸水量。