PBT/PA合金改性技術進展

曹琳

摘 要：PBT/PA合金由于其性能的優越，應用領域不斷擴大，在國內外占重要地位。同時PBT/PA合金同樣在阻燃材料方面有重要應用。該文將從PBT/PA合金的相容性、增韌、吸濕性能、阻燃性能四個方面介紹一下改性技術的進展。

關鍵詞：PBT/PA 合金 改性

中圖分類號：TQ323.4 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）09（a）-0038-01

聚對苯二甲酸丁二醇酯（PBT）是一種結晶型熱塑性飽和聚醋，其擁有著力學性能、電絕緣性、自潤滑性、熱穩定性和化學穩定性、加工性等優異特點，最重要的是吸水率低、吸濕對其強度變化影響不大等優點，使其在電子電氣方面、汽車工業方面、工業配件方面、一般機械方面得到廣泛應用[1]。但其在某些物理力學性能方面尚存在一些不足，比如對缺口十分敏感、缺口沖擊強度低、高溫下剛性差、韌性不足等也嚴重限制了其應用。

聚酞胺（PA6）具有優良的力學性能、自潤滑性和耐化學藥品腐蝕性等，且其分子中活躍的酞胺基團（-NHCO）易于共混改性，因此，廣泛應用于多個領域。但同時PA6含有的-NHCO又導致其吸水性強、吸濕后材料力學穩定性和尺寸穩定性變差、電絕緣性降低等，限制了PA6在電子電氣等對力學穩定性、尺寸精度以及電絕緣性要求高的行業的應用[2]。

結合PA6與PBT的優勢制備共混物，彌補各自缺陷，從而得到綜合性能優良的合金材料，可用于高性能的工程塑料[3]。但PA6和PBT的溶解度參數差別較大，是熱力學不相容體系，所以在選擇相容劑的時候要更加注意。解決了聚合物的相容性才能使聚合物的性能得到提高。另外，近年隨著家用電器在使用過程中因內部塑料件著火而帶來的火災是屢次發生，歐盟國際電工協會（IEC）的另一種阻燃評價方法灼熱絲阻燃測試標準（IEC60695）日益備受關注[4]按照標準灼熱絲時間小于30 s即為合格，PBT/PA合金用于阻燃體系也深受關注。

1 相容性改善

PBT以其優良的力學性能、電性能、耐熱性能及加工性能而得到廣泛的應用。但其在某些物理力學性能方面尚存在一些不足，也制約PBT發展。通過高聚物熔融共混的方法制備PBT/PA6合金可以改善其性能，但是PBT與PA6的相容性較差，現有研究大多是添加環氧樹脂來改善其相容性。國家復合改性聚合物材料工程技術研究中心[5]通過熔融共混制備了環氧樹脂CYD-011增容的PA6/PBT共混物。研究結果表明：環氧樹脂可以明顯改善PBT/PA6共混體系相容性，降低了分散相粒子尺寸，通過環氧樹脂增容，共混物界面強度，力學性能得到了明顯提高。

2 增韌

PBT/PA共混合金是熱力學不相容體系，因其界面粘接力弱，導致分散狀況不好，合金的力學性能差。在共混時添加相容劑，或者使得分子鏈間發生化學反應，可以提高相容性，起到增韌的目的。經研究PBT/PA6體系中PA6質量分數為10%時，PBT/PA合金的缺口沖擊強度有較大的提高。當PA6質量分數達到25%時，合金的缺口沖擊強度達到最大值，比純PBT提高了99.3%。這是由于增容劑的環氧基能夠與PBT的-COOH和PA6的-NH發生反應，而且共混合金在增容劑的作用下可以降低分散相粒子的尺寸并使其分布更加均勻，在受到拉伸或沖擊時吸收大量的能量，從而使拉伸和沖擊強度提高[6]。

3 吸濕性能改善

隨著共混體系中PBT比重的增加，材料的吸水率降低，想要提高合金的吸水性能，就需要加入相容劑，使相界面緊密結合，兩相之間可供水分子存留的空間減小。共混體系中PBT的比重乃對材料拉伸強度的吸濕穩定性的影響顯著。PBT樹脂分子結構中的酷基不與水分子結合，吸水性低，水分子的存在不影響材料本身的結構特征，所以在吸濕處理后的PA6/PBT體系中，PBT微粒的存在也阻礙水分子進人PA6基體中，使吸水率降低[7]。

4 阻燃性能的改善

PBT/PA合金主要應用于汽車、電子電器、汽車工業等領域。這些產品在使用過程中，難免因為接觸不良、局部過熱、過載、短路等原因會造成局部過熱并可能引起燃燒。國際上對此類產品有750℃不起燃的要求。而應用最多的體系，多為溴系和無機阻燃體系。威海聯橋新材料科技股份有限公司[8]，將十溴二苯乙烷磷酸酯類阻燃劑磷氮復配無機阻燃劑復配成三種不同這阻燃劑體系，研究了它們對聚對苯二甲酸丁二酯/聚酰胺（PA/PBT）合金材料的灼熱絲阻燃及力學性能的影響結果表明，磷酸酯類復配阻燃劑效果最好，使PA/PBT合金能夠達到灼熱絲時間小于2 s的要求，且對合金的力學性能影響最小，性價比最高。

參考文獻

[1] 郭建鵬，項軍，范瀟瀟，等.高灼熱絲環保阻燃增強PBT的研制[J].塑料工業，2010，38（2）：82-84.

[2] 鄧如生，魏運方，陳步寧.聚酞胺樹脂及其應用[M].北京：化學工業出版社，2002：28.

[3] 羅筑，朱紅，于杰，等.反應增容PA6/PBT共混體系聚集態結構與力學性能[J].高分子材料科學與工程，2008，24（2）：107-110.

[4] 賈義軍，唐帥，郭爭光，等.滿足苛刻阻燃要求的環保阻燃增強PBT的研究[J].工程塑料應用，2012，40（3）：21-25.

[5] 羅筑，慕雪鵬，于杰，等.PBT/PA6/CYD-011共混體系的力學性能及形態結構的研究[J].塑料，2009（5）：66-68.

[6] 胡雪梅，王玉東，劉民英，等.PBT/PA610共混合金的制備及其力學性能的研究[J].工程塑料應用，2007，35（10）：13-16.

[7] 梁惠霞，苗振巍，苑會林.玻璃纖維增強PA6/PBT低吸濕共混物的力學性能[J].合成樹脂及塑料，2010（6）：61-64.

[8] 王保續，蘭浩，李娜，等.高灼熱絲阻燃增強PA/PBT合金材料[J].塑料工業，2012，40（11）：99-102.endprint