环氧改性剂对PA6/EVOH共混物性能的影响

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2021.09.002

中国塑料 ›› 2021, Vol. 35 ›› Issue (9): 8-14.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2021.09.002

环氧改性剂对PA6/EVOH共混物性能的影响

陆伟鑫, 陆冲(), 王斌, 胡晶, 吴菁菁, 周秦鹏

华东理工大学材料科学与工程学院，生态材料研究室，上海 200237

收稿日期:2021-03-22 出版日期:2021-09-26 发布日期:2021-09-23

Effect of Epoxy Modifiers on Properties of PA6/EVOH Blends

LU Weixin, LU Chong(), WANG Bin, HU Jing, WU Jingjing, ZHOU Qinpeng

Ecological Materials Research Laboratory，School of Materials Science and Engineering，East China University of Science and Technology，Shanghai 200237，China

Received:2021-03-22 Online:2021-09-26 Published:2021-09-23
Contact: LU Chong E-mail:luchong@ecust.edu.cn

摘要/Abstract

摘要：

介绍了不同环氧改性剂对聚酰胺6（PA6）/乙烯?乙烯醇共聚物（EVOH）共混物的拉伸性能、流变性能、结晶性能的影响，并研究了甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）与共混物的反应机理。使用转矩测试、红外光谱、氢核磁共振、拉伸测试、旋转流变测试和差示扫描量热法对共混物进行了表征。结果表明，随着改性剂环氧值的增加，共混物的共混转矩、拉伸强度、复数黏度和储能模量均增加，共混物的结晶度和结晶温度降低，断裂伸长率呈先升高后降低的趋势；考虑到加工过程的流动性，GMA改性的共混物性能最佳，拉伸强度提高了8.5 %，断裂伸长率提高了26.6 %；红外光谱和氢核磁共振表明，GMA可以在高温下发生自聚合反应，形成多环氧低聚物，进而与PA6和EVOH反应，提高共混物的性能。

关键词: 聚酰胺6, 乙烯?乙烯醇共聚物, 环氧改性剂, 性能

Abstract:

This work reported an investigation on the effect of different type of epoxy modifiers on the tensile properties， rheological properties， and crystallization properties of PA6/EVOH blends. The reaction mechanism of glycidyl methacrylate （GMA） with blends was also and explored. The blends were characterized with torque test， Fourier?transform infrared spectroscopy （FTIR）， hydrogen nuclear magnetic resonance （NMR）， tensile tests， rotational rheological test and differential scanning calorimetry. The results indicated that the blends showed an increase in blending torque， tensile strength， complex viscosity and storage modulus with an increase in the epoxy value of modifiers increases. Their crystallinity and crystallization temperature was found to present a decrease with the epoxy value， whereas the elongation at break tended to increase at first and then decreased. With polyepoxy groups in the molecules， most of epoxy modifiers can react with amine， carboxyl or hydroxyl groups for chain extension to improve the properties of the blends. Taking into account the fluidity issue in the processing procedure， the GMA?modified blend has the optimal properties with the tensile strength increased by 8.5 % and elongation at break increased by 26.6 %. FTIR and ¹H?NMR characterization results indicated that GMA underwent self?polymerization at high temperatures to form polyepoxy oligomers. These oligomers can react with PA6 and EVOH to improve the properties of their blends.

Key words: polyamide 6, ethylene vinyl alcohol copolymer, epoxy chain extender, property

中图分类号:

TQ323.6

陆伟鑫, 陆冲, 王斌, 胡晶, 吴菁菁, 周秦鹏. 环氧改性剂对PA6/EVOH共混物性能的影响[J]. 中国塑料, 2021, 35(9): 8-14.

LU Weixin, LU Chong, WANG Bin, HU Jing, WU Jingjing, ZHOU Qinpeng. Effect of Epoxy Modifiers on Properties of PA6/EVOH Blends[J]. China Plastics, 2021, 35(9): 8-14.

图/表 14

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样品名称	PA6含量	EVOH含量	SOG?02含量	PEGE含量	ADR4468含量	GMA含量	TGIC含量	抗氧剂1010 含量	抗氧剂168 含量
70/30	70	30	0	0	0	0	0	0.2	0.2
70/30+1SOG	70	30	1	0	0	0	0	0.2	0.2
70/30+1PEGE	70	30	0	1	0	0	0	0.2	0.2
70/30+1ADR	70	30	0	0	1	0	0	0.2	0.2
70/30+1GMA	70	30	0	0	0	1	0	0.2	0.2
70/30+1TGIC	70	30	0	0	0	0	1	0.2	0.2

样品名称	PA6含量	EVOH含量	SOG?02含量	PEGE含量	ADR4468含量	GMA含量	TGIC含量	抗氧剂1010 含量	抗氧剂168 含量
70/30	70	30	0	0	0	0	0	0.2	0.2
70/30+1SOG	70	30	1	0	0	0	0	0.2	0.2
70/30+1PEGE	70	30	0	1	0	0	0	0.2	0.2
70/30+1ADR	70	30	0	0	1	0	0	0.2	0.2
70/30+1GMA	70	30	0	0	0	1	0	0.2	0.2
70/30+1TGIC	70	30	0	0	0	0	1	0.2	0.2

样品	改性剂环氧值/ mol·（100 g）^-1	最终转矩/N·m
70/30	—	6.0
70/30+1SOG	0.05	6.2
70/30+1PEGE	0.35	9.9
70/30+1ADR	0.35	10.8
70/30+1GMA	0.70	15.3
70/30+1TGIC	1.01	19.0

样品	改性剂环氧值/ mol·（100 g）^-1	最终转矩/N·m
70/30	—	6.0
70/30+1SOG	0.05	6.2
70/30+1PEGE	0.35	9.9
70/30+1ADR	0.35	10.8
70/30+1GMA	0.70	15.3
70/30+1TGIC	1.01	19.0

特征峰	初始面积		校正面积
特征峰	加热前的GMA	加热后的GMA	加热前的GMA	加热后的GMA
C=O峰（1 719）	10.88	15.85	100	100
C=C峰（1 638）	4.54	4.53	41.7	28.6
C—H峰（3 062）	0.52	0.54	4.78	3.41
C—O峰（1 163）	16.95	24.40	156	154

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Effect of Epoxy Modifiers on Properties of PA6/EVOH Blends

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样品	改性剂环氧值/mol·（100 g）^-1	拉伸强度/MPa	断裂伸长率/ %
70/30	—	64.7	308.4
70/30+1SOG	0.05	65.5	332.8
70/30+1PEGE	0.35	64.5	359.7
70/30+1ADR	0.35	68.8	392.9
70/30+1GMA	0.70	70.2	390.3
70/30+1TGIC	1.01	71.2	303.1

样品	改性剂环氧值/ mol·（100 g）^-1	结晶峰温度/℃	结晶度/ %	熔融峰温度/℃
70/30	—	178.4	25.4	219.7
70/30+1SOG	0.05	178.7	25.5	219.4
70/30+1PEGE	0.35	177.5	24.1	217.9
70/30+1ADR	0.35	177.9	23.0	218.0
70/30+1GMA	0.70	172.1	22.7	217.3
70/30+1TGIC	1.01	175.1	22.2	213.7

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特征峰	初始面积		校正面积
特征峰	加热前的GMA	加热后的GMA	加热前的GMA	加热后的GMA
a峰（CH₃）	1 909	1 844	1.00	1.00
b峰（CH₂）	1 242	1 202	0.65	0.65
c峰（CH）	587	565	0.31	0.31
d峰（CH₂）	1 266	1 247	0.66	0.68
e峰（C=CH₂）	1 278	1 206	0.67	0.65

特征峰	初始面积		校正面积
特征峰	加热前的GMA	加热后的GMA	加热前的GMA	加热后的GMA
a峰（CH₃）	1 909	1 844	1.00	1.00
b峰（CH₂）	1 242	1 202	0.65	0.65
c峰（CH）	587	565	0.31	0.31
d峰（CH₂）	1 266	1 247	0.66	0.68
e峰（C=CH₂）	1 278	1 206	0.67	0.65