可熔性聚四氟乙烯化学式（高韧性高流动性PPE）

聚苯醚(PPE)是非结晶性化合物，其耐热性、电性能、尺寸稳定性及耐水解性都十分优良，但耐油性、耐溶剂性及加工流动性差。尼龙(PA)是结晶性化合物，其力学性能、耐油性、耐溶剂和耐磨性以及加工流动性均十分优良，但因其含酰胺键，分子间极性强，导致吸水率高，尺寸稳定性较差，将两者熔融共混可弥补各自优缺点。因两者极性相差大，互不相容，简单熔融共混性能达不到要求，需采用合适的增容及增韧技术。

目前国内对PPE／PA改性的研究相当活跃，杨昆晓、马秀清等、陈锐等及邹军峰等分别从三螺杆挤出机的共混工艺条件、双螺杆挤出机不同混合设备、混料方式等设备及工艺方面制备了PPE／PA66合金。王欣发现采用1%柠檬酸的PPE／PA66合金性能效果好；Wang Shuai与Chiang Chih-Rong等研究发现，加入苯乙烯–顺丁烯二酸酐(MAH)塑料(SMAH)后，PPE／PA6材料的力学性能可显著提高；许多学者[10–16]用不同增容剂如接枝的氢化聚苯乙烯－(乙烯丁烯无规共聚物)－聚苯乙烯三嵌段共聚物(SEBS)、聚苯乙烯－(乙烯丙烯无规共聚物)－聚苯乙烯三嵌段共聚物(SEPS)、接枝的聚烯烃弹性体(POE)，MAH及其衍生物等方面对PPE／PA合金进行了大量的改性研究工作。

PPE／PA合金材料广泛应用在汽车行业、航空航天、电子电器等领域中，在汽车行业的某些复杂结构件中，不但要求材料的韧性高，同时对材料的加工成型性提出了很高的要求。金发科技股份有限公司主要从PPE-g-MAH／PA66比例，PA66种类及润滑剂种类等方面，探讨了合金材料的力学性能及流动性能，并制备出高韧性高流动性的PPE／PA66合金材料，该材料成功应用在汽车行业的复杂结构件中。

1、试样制备

(1) PPE-g-MAH材料的制备。

将PPE树脂、MAH、增韧剂及其它助剂按一定比例在高速混合机上混合均匀，投入同向双螺杆挤出机中，经模头挤出、水冷、风干、切粒。1区至10区的挤出温度分别为260，260，270，280，250，250，250，250，260，280℃。

(2) PPE-g-MAH／PA66共混物的制备。

将制备好的PPE-g-MAH与PA66树脂、其它助剂按比例混合均匀，按照1区至10区的挤出温度分别为260，260，270，280，250，250，250，250，260，280℃的挤出工艺造粒，共混物经干燥后注塑成标准样条，注塑温度为260～300℃。

2、不同PPE-g-MAH／PA66比例对合金性能的影响

(1)不同PPE-g-MAH／PA66比例对合金力学性能的影响。

表1及图1对比了不同PPE-g-MAH／PA66比例对合金力学性能的影响。随着PA66含量的增加，合金的拉伸强度、弯曲强度、弯曲弹性模量呈现规律性的增加；合金的缺口冲击强度先缓慢增加后迅速降低，当PA66含量在50份时，合金的缺口冲击强度达到最高值310 J／m。原因是随着PA66含量的增加，PPE-g-MAH与PA66原料的相容性逐渐变好，当PA66质量分数为50%时，PPE-g-MAH与PA66原料的相容性最佳，使得PPE-g-MAH／PA66合金的缺口冲击强度最高。

(2)不同PPE-g-MAH／PA66比例的合金的流动性能。

图2为不同PPE-g-MAH／PA66比例的合金的流动性。由图2可知，随着PA66含量的增加，合金的MFR显著增加，由初始的5.6 g／10 min逐渐增加到140 g／10 min以上。这是由于PPE原料为非晶型材料，玻璃化转变温度高达210℃，挤出加工成型困难，MFR低；而PA66原料为结晶型材料，超过熔点后，MFR高，易加工成型。故随着PA66含量的增加，合金中的PPE含量减少，合金的流动性显著增加。综合材料的力学性能及流动性能，选用PA66在PPE／PA66中的质量分数为50%。

3、PA66种类对合金性能的影响

(1) PA66种类对合金力学性能的影响。

表2对比了不同PA66种类对合金力学性能的影响。由表2得出，PPE／PA66 EP–158合金材料的力学性能最高，特别是材料的缺口冲击强度，由PPE／PA66 21SPC的310 J／m提高到580 J／m，原因是PA66 EP–158树脂相对其它两款树脂PA66 21SPC和PA66 EPR24，其黏度更大，与PPE-g-MAH在加工熔融过程中因黏度相近更易形成“共熔融”，两者的相容性更好，从而导致PA66 EP–158合金的缺口冲击强度最高。PPE／PA66 EPR24合金的拉伸强度、弯曲强度及弯曲弹性模量与PPE／PA66 21SPC合金的相当，但缺口冲击强度下降明显，主要是不同厂家的PA66树脂与PPE-g-MAH反应的程度不同导致。

(2) PA66种类对合金流动性的影响。

不同PA66种类的PPE／PA66合金的MFR如图3所示。合金的MFR由高到低依次为，PA66 EPR24>PA66 21SPC>PA66 EP–158。这可能是因为虽然PA66 EPR24和PA66 21SPC两款树脂的黏度都在2.4左右，因不同公司的封端技术不同，PA66树脂与PPE-g-MAH的反应程度不一样，导致合金的MFR相差很大；而PA66 EP–158树脂的黏度为2.7，黏度比其它两款树脂PA66 21SPC及PA66 EPR24的黏度大，合金的流动性差，MFR低。

考虑缺口冲击强度最优，选用PA66 EP–158树脂，其在PPE／PA66中的质量分数为50%。

4、不同润滑剂种类对合金性能的影响

上述合金的缺口冲击强度已经达到很高的水平，但其MFR仍然不高，在汽车行业的某些复杂结构件中仍无法满足使用要求，需要进一步优化合金材料的流动性能。

润滑剂是为了改善塑料在成型加工时的流动性和脱模性，从而提高制品性能的一种助剂。其作用是降低物料之间及物料和加工设备表面的摩擦力，从而降低熔体的流动阻力，降低熔体黏度，提高熔体的流动性。

润滑剂按其组成分为：烯烃类、脂肪酸类、脂肪族酰胺类、脂肪酸酯类、金属皂盐类等。

(1)不同润滑剂种类对合金性能的影响。

表3对比了不同润滑剂种类对合金力学性能的影响。由表3可以看出，无论加入哪种类型的润滑剂，材料的各方面力学性能都有不同程度的下降。其中，加入脂肪族酰胺类润滑剂C，合金材料的力学性能相对较好，缺口冲击强度能保持在较理想的范围内，加入其它润滑剂，缺口冲击强度下降明显。

(2)不同润滑剂种类对合金流动性的影响。

3种不同润滑剂种类对合金的MFR的影响如图4所示。由图4可见，加入润滑剂后，合金的MFR有大幅度提高，含脂肪族酰胺类合金的MFR提高得最明显，由原来的30 g／10 min提高到65 g／10 min。原因是在PPE-g-MAH／PA66合金体系中，PA66基体为连续相，加入酰胺类润滑剂后，因润滑剂中酰胺键与PA66树脂中酰胺键结构相近，根据相似相容原理，该润滑剂与合金材料的相容性可能最好，从而提高PPE／PA66合金材料的流动性也更为显著。

综上所述，通过优选质量分数为50%的PA66 EP–158和选用脂肪族酰胺类润滑剂C，兼顾了合金的力学性能特别是缺口冲击强度和流动性能，成功应用在汽车行业的复杂结构件中。

5、结论

(1)熔融共混挤出自制PPE-g-MAH，通过调节PPE-g-MAH／PA66的比例，当PA66质量分数为50%时，合金的缺口冲击强度能达到最大值；

(2)通过筛选PA66种类，优选黏度为2.7的PA66 EP–158后，合金的缺口冲击强度最高，但流动性降低；

(3)为了进一步提高PPE／PA66合金的流动性，通过筛选不同类型的润滑剂，加入脂肪族酰胺类润滑剂在不明显降低合金力学性能的情况下，可大幅度提高合金材料的流动性能，由原来的30 g／10 min提高到65 g／10 min。从而制备了高韧性高流动性的PPE／PA66合金。

该文章摘自:江翼，禹权，丁超，等.高韧性高流动性PPE／PA66合金制备及性能[J].工程塑料应用，2020，48(2)：24–27.