聚酰胺弹性体对生物基聚酰胺56和聚酰胺66共混物的增韧改性及其发泡行为研究

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2024.05.010

中国塑料 ›› 2024, Vol. 38 ›› Issue (5): 55-60.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2024.05.010

聚酰胺弹性体对生物基聚酰胺56和聚酰胺66共混物的增韧改性及其发泡行为研究

张之琪¹, 王向东¹(), 刘海明¹^,², 陈士宏¹

^1.北京工商大学轻工科学与工程学院，北京 100048
^2.郑州大学材料科学与工程学院，郑州 450001

收稿日期:2024-03-07 出版日期:2024-05-26 发布日期:2024-05-20
通讯作者: 王向东（1972—），男，教授，从事聚合物发泡材料的研究开发，wangxid@th.btbu.edu.cn
E-mail:wangxid@th.btbu.edu.cn

Study on toughening modification and foaming behavior of biobased polyamide 56/polyamide 66 blends by polyamide elastomer

ZHANG Zhiqi¹, WANG Xiangdong¹(), LIU Haiming¹^,², CHEN Shihong¹

^1.School of Light Industry Science and Engineering，Beijing Technology and Business University，Beijing 100048，China
^2.School of Materials Science and Engineering，Zhengzhou University，Zhengzhou 450001，China

Received:2024-03-07 Online:2024-05-26 Published:2024-05-20
Contact: WANG Xiangdong E-mail:wangxid@th.btbu.edu.cn

摘要/Abstract

摘要：

采用聚酰胺弹性体MH2030对生物基聚酰胺56/聚酰胺66（PA56/PA66）混合物进行增韧改性，并采用超临界CO₂间歇发泡技术制备了一系列不同的生物基PA56泡沫。研究了MH2030含量对PA56/PA66结晶性能、流变性能、力学性能及发泡性能的影响。结果表明，MH2030的加入提高了PA56/PA66材料的黏弹性和发泡性能，使结晶峰向高温方向移动，可能作为了体系的成核剂促进了结晶。MH2030使PA56/PA66材料的韧性增加、刚性降低，在添加20 %（质量分数，下同）时材料的抗冲击强度最高，比未增韧时提高了30.4 %。对 MH2030增韧的PA56/PA66样品进行发泡及泡沫压缩测试，在MH2030含量为10 %时，基于其较高的泡孔密度和较好的基体力学性能，得到了具有较小泡孔尺寸（19.24 μm）和较高压缩强度（0.71 MPa）的微孔泡沫，比未增韧PA56泡沫的压缩强度高29.1 %。

关键词: 生物基聚酰胺56泡沫, 聚酰胺弹性体, 发泡行为, 力学性能

Abstract:

Biobased polyamide 56 （PA56）/polyamide 66 （PA66） blends were toughened by using polyamide elastomer （MH2030）， and then a series of bio⁃based polyamide blend foams were prepared through a supercritical CO₂ intermittent foaming technology. The effect of MH2030 content on the crystallization， rheological， mechanical properties， and foaming behaviors of the PA56/PA66/MH2030 blends was investigated. The results indicated that the introduction of MH2030 improved the viscoelasticity and foaming performance of the blends， leading to a shift of the crystallization peak toward a high temperature. This may be due to the nucleating effect of MH2030 on the crystallization of the blending system. The addition of MH2030 also increased the toughness of the blends but reduced their rigidity. The blend containing 20 wt% MH2030 exhibits the highest impact strength， which is 30.4 % higher than that without MH2030. The foaming behavior and compression performance of the blend foams were investigated. The blend form containing 10 wt% MH2030 exhibits a higher cell density and better matrix mechanical properties. In this case， the blend foam obtained micro⁃size pores with a smaller cell size of 19.24 μm and higher compressive strength of 0.71 MPa， which was 29.1 % higher than that of the non⁃toughened PA56/PA66 blend foam.

Key words: biobased polyamide 56 foam, polyamide elastomer, foaming behavior, mechanical property

中图分类号:

TQ323.6

张之琪, 王向东, 刘海明, 陈士宏. 聚酰胺弹性体对生物基聚酰胺56和聚酰胺66共混物的增韧改性及其发泡行为研究[J]. 中国塑料, 2024, 38(5): 55-60.

ZHANG Zhiqi, WANG Xiangdong, LIU Haiming, CHEN Shihong. Study on toughening modification and foaming behavior of biobased polyamide 56/polyamide 66 blends by polyamide elastomer[J]. China Plastics, 2024, 38(5): 55-60.

图/表 11

样品编号	PA56/份	PA66/份	MH2030/份	ADR/份	B215/份
1^#	80	20	0	4	0.5
2^#	80	20	5	4	0.5
3^#	80	20	10	4	0.5
4^#	80	20	15	4	0.5
5^#	80	20	20	4	0.5

表1 样品配方

Tab.1 Formula of the samples

图1 改性PA56泡沫的制备流程图

Fig.1 Flowchart of preparation of the modified PA56 foam

图2 主要原料的分子结构及熔融共混的反应机理

Fig.2 Molecular structure of the main raw materials and reaction mechanism of the melt blending

图3 具有不同含量MH2030的PA56/PA66共混物的扭矩曲线

Fig.3 Torque curves of the PA56/PA66 blends with different MH2030 contents

图4 具有不同含量MH2030的PA 56/PA66共混物的（a）G′和（b）η*随剪切频率的变化

Fig.4 Changes of （a） G′ and （b） η* of the PA56 /PA66 blends with different MH2030 contents with shear frequency

图5 具有不同含量MH2030的PA56/PA66共混物的（a）熔融曲线和（b）结晶曲线

Fig.5 （a） Melting and （b） crystallization curves of the PA56/PA66 blends with different MH2030 contents

样品	结晶温度/℃	熔融温度/℃	熔融焓/（J·g^-1）
1^#	218.14	252.34	29.48
2^#	218.78	252.22	30.57
3^#	219.89	251.30	31.79
4^#	220.83	250.83	34.07
5^#	221.80	250.51	35.13

表2 改性PA56材料的热性能

Tab.2 Thermal properties of the modified PA56 materials

图6 具有不同含量MH2030的PA56/PA66共混物的力学性能

Fig.6 Mechanical properties of the PA56/PA66 blends with different MH2030 contents

图7 不同MH2030含量的改性PA56泡沫在饱和温度为（a）251 ℃，（b）255 ℃和（c）259 ℃下的泡孔形态

Fig.7 Cell morphology of the modified PA56 foams with different MH2030 contents at saturation temperature of （a）251 ℃，（b）255 ℃ and （c）259 ℃

图8 饱和温度为255 ℃时改性PA56泡沫的泡孔参数

Fig.8 Cell parameters of the modified PA56 foams obtained at 255 ℃

图9 改性PA56泡沫的（a）压缩应力⁃应变曲线和（b）压缩强度

Fig.9 （a） Compressive stress⁃strain curves and （b） compressive strength of the modified PA56 foams

参考文献 17

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聚酰胺弹性体对生物基聚酰胺56和聚酰胺66共混物的增韧改性及其发泡行为研究

Study on toughening modification and foaming behavior of biobased polyamide 56/polyamide 66 blends by polyamide elastomer

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样品编号	PA56/份	PA66/份	MH2030/份	ADR/份	B215/份
1^#	80	20	0	4	0.5
2^#	80	20	5	4	0.5
3^#	80	20	10	4	0.5
4^#	80	20	15	4	0.5
5^#	80	20	20	4	0.5

样品编号	PA56/份	PA66/份	MH2030/份	ADR/份	B215/份
1^#	80	20	0	4	0.5
2^#	80	20	5	4	0.5
3^#	80	20	10	4	0.5
4^#	80	20	15	4	0.5
5^#	80	20	20	4	0.5

样品编号	PA56/份	PA66/份	MH2030/份	ADR/份	B215/份
1^#	80	20	0	4	0.5
2^#	80	20	5	4	0.5
3^#	80	20	10	4	0.5
4^#	80	20	15	4	0.5
5^#	80	20	20	4	0.5

样品编号	PA56/份	PA66/份	MH2030/份	ADR/份	B215/份
1^#	80	20	0	4	0.5
2^#	80	20	5	4	0.5
3^#	80	20	10	4	0.5
4^#	80	20	15	4	0.5
5^#	80	20	20	4	0.5

样品编号	PA56/份	PA66/份	MH2030/份	ADR/份	B215/份
1^#	80	20	0	4	0.5
2^#	80	20	5	4	0.5
3^#	80	20	10	4	0.5
4^#	80	20	15	4	0.5
5^#	80	20	20	4	0.5

样品编号	PA56/份	PA66/份	MH2030/份	ADR/份	B215/份
1^#	80	20	0	4	0.5
2^#	80	20	5	4	0.5
3^#	80	20	10	4	0.5
4^#	80	20	15	4	0.5
5^#	80	20	20	4	0.5