Polyamid, auch Nylon oder kurz PA genannt, ist ein hochpolares kristallines Polymer, das unter bestimmten Umständen reaktiv ist. Es bildet leicht Wasserstoffbrücken zwischen Molekülen. Es lässt sich gut verarbeiten, ist korrosionsbeständig und hat hervorragende mechanische Eigenschaften wie Verschleißfestigkeit, Ölbeständigkeit und Selbstschmierung. Allerdings hat PA aufgrund seiner starken Polarität eine hohe Wasseraufnahme, was sich auf die elektrischen Eigenschaften und die Dimensionsstabilität von PA auswirkt. Auch die Kälteschlagzähigkeit und die Wärmebeständigkeit von PA müssen verbessert werden.

Aufgrund seiner Reaktivität lässt sich PA leicht modifizieren. Faserverstärkung, anorganische Füllstoffe und andere Polymere oder Polyamide können kombiniert werden, um Verbundwerkstoffe oder Legierungen herzustellen.

PA-Füllungsanpassung

Fasern und künstliche oder natürliche Füllstoffe werden dem Polyamidharz zugesetzt, das als Ausgangsmaterial für die PA-Füllungsmodifikation dient. Faserverstärkung, natürliche Mineralverstärkung und synthetische Füllstoffe sind die drei allgemeinen Kategorien, in die sie unterteilt werden können:

(1) Die Faserverstärkung kann aus Asbest, Kohlenstoff, Glas usw. bestehen.

(2) Es werden Kalziumsulfat, Kalziumkarbonat, Kaolin, Talk, Zeolith und andere natürliche mineralische Verstärkungen verwendet.

(3) Graphit, Silikonpulver, Polytetrafluorethylen, Molybdändisulfid und andere Materialien werden für synthetische Füllstoffe verwendet.

Wenn faser- und füllstoffverstärktes Nylon gleichzeitig verwendet werden, ist das Produkt häufig ausgewogener und hat umfassendere Eigenschaften.

Die Partikelgröße, die Form, das Seitenverhältnis und das Oberflächenbehandlungsmittel der Füllstoffe wirken sich darauf aus, wie das Nylonharz durch sie verstärkt wird. Gängige Füllstoffe wie Pflanzenfasern, anorganische natürliche Mineralien und Industrieabfälle können Kosten sparen und gleichzeitig die Schlagzähigkeit, die Zugfestigkeit, den Oberflächenglanz und die Fließfähigkeit bei der Verarbeitung verbessern, während sie die mechanischen und physikalischen Eigenschaften von Verbundwerkstoffen erhöhen.

Qualitäten von Füllstoffen und ihre Auswirkungen auf die Harzqualitäten

(1) Partikelform

Größere longitudinale und transversale Oberflächenfüllstoffe wie Fasern, Säulen und Flocken verbessern zwar die mechanischen Eigenschaften von PA, verschlechtern aber die Verarbeitungsleistung. Während pulverförmige und amorphe kugelförmige Füllstoffe die Verarbeitungseffizienz verbessern können, schwächen sie die mechanischen Eigenschaften des Materials.

(2) Partikelgröße

Die beste Partikelgröße für Füllstoffe liegt zwischen 0,1 und 10 mm. Kleine Partikelgrößen kommen den mechanischen Eigenschaften, der Dimensionsstabilität, dem Oberflächenglanz und der Haptik des Produkts zugute; eine zu kleine Partikelgröße macht jedoch die Dispergierung problematisch.

Bei der Wahl der Partikelgröße des Füllstoffs in der realen Produktion sollten die Art des Kunststoffs und die Dispersionsmöglichkeiten der Verarbeitungsanlage berücksichtigt werden.

(3) Oberfläche der Partikel

Die Oberfläche von Füllstoffen ist mit mehreren ihrer Aktivitäten verbunden. Die Adsorption von Tensiden, Dispergiermitteln, Oberflächenmodifikatoren und polaren Polymeren sowie das Auftreten chemischer Reaktionen an der Füllstoffoberfläche werden im Allgemeinen durch eine Vergrößerung der Füllstoffoberfläche erleichtert.

(4) Abnutzung der Ausrüstung durch die Verpackung

Füllstoffe erhöhen die Viskosität der Schmelze und beschleunigen den Verschleiß der Geräte. Infolgedessen müssen die Schmiermittel- und Stabilisatordosierungen in der Formel entsprechend erhöht werden.

Einstellung der PA-Mischung

Bei der Mischungsmodifikation werden einem bereits hergestellten Polymer zusätzliche Polymere mechanisch zugesetzt, um dessen Eigenschaften zu verändern. Es ist hervorzuheben, dass der beabsichtigte Modifikationseffekt bei der Mischungsmodifikation nur dann erzielt werden kann, wenn ein unvollständig kompatibles Mehrphasensystem entsteht und die beiden Polymere gleichmäßig miteinander dispergiert werden können.

1.PA kombiniert mit Standardkunststoffen

Die Barriereeigenschaften von PE gegenüber Lösungsmitteln wie Sauerstoff und Kohlenwasserstoffen können durch die Beimischung von PA zu PE verstärkt werden. Die Kompatibilität zwischen PA und PE ist jedoch aufgrund ihrer unterschiedlichen chemischen Strukturen gering. Daher muss die PE-Molekülkette Amidgruppen oder Endgruppen enthalten, die mit PA wechselwirken können. Um den Grenzflächenkontakt zwischen PE und PA zu verbessern, fungiert die Amingruppe als polare Gruppe.

Die Kombination von PP und PA kann die Luftdichtigkeit und Färbbarkeit erhöhen. Bei der Modifizierung einer Mischung sollte die Kompatibilität der verschiedenen Polymere berücksichtigt werden. Bei der Kombination zweier nicht kompatibler Polymere ist es in der Regel erforderlich, eine dritte Komponente hinzuzufügen, die eine gute Kompatibilität mit beiden Polymeren aufweist. Dieses dritte Element wird als Verträglichkeitsvermittler bezeichnet.

Aufgrund ihrer unglaublich schlechten Kompatibilität lassen sich Nylon-6 und Polypropylen allein mit mechanischer Kraft nicht gleichmäßig vermischen. An diesem Punkt wird die chemische Wechselwirkung zwischen Maleinsäureanhydrid und der Amidgruppe von Nylon-6 die Kompatibilität von Nylon-6 und Polypropylen erheblich verbessern, wenn eine kleine Menge von mit Maleinsäureanhydrid gepfropftem Polypropylen eingeführt wird.

2. Vermischung von PPO und PA

PPO, auch bekannt als Polyphenylenether, ist ein hochwertiger thermoplastischer technischer Kunststoff mit günstigen thermodynamischen Eigenschaften. PPO kann im Dauerbetrieb bei -160-190°C eingesetzt werden. PPO zeichnet sich außerdem durch hervorragende mechanische, physikalische und formstabile Eigenschaften aus. Zu seinen Nachteilen gehören eine hohe Schmelzviskosität, geringe Fließfähigkeit, schwierige Formgebung und Verarbeitung sowie ein hoher Energieverbrauch. Dies schränkt die tatsächliche Verwendung und Weiterentwicklung von PPO ein.

PPO muss verändert werden, um seine Funktionalität zu erhöhen und seine Anwendungsbereiche zu erweitern. Die wichtigste Maßnahme zur Änderung von PPO ist derzeit die Modifizierung von Mischungen.

PPO/PS- und PPO/HIPS-Legierungen haben niedrige thermische Verformungstemperaturen und eine unzureichende Öl- und Lösungsmittelbeständigkeit, obwohl sie eine hohe Zugfestigkeit, Biegefestigkeit, Kerbschlagzähigkeit und andere hervorragende Eigenschaften aufweisen. Daher ist die Entwicklung inkompatibler Systeme wie PPO/PA (Polyamid) und PPO/PBT (Polybutylenterephthalat) unvermeidlich. Die Verbesserung der Kompatibilität der Polymere ist von entscheidender Bedeutung.
PA verfügt zwar über ausgezeichnete mechanische Eigenschaften, Verschleißfestigkeit, Lösungsmittelbeständigkeit und elektrische Eigenschaften, weist jedoch eine schlechte Dimensionsstabilität, Hygroskopizität und Beständigkeit gegen thermische Verformung bei hoher Belastung auf. Polyphenylenether hingegen hat eine ausgezeichnete Hitzebeständigkeit, mechanische Eigenschaften, elektrische Eigenschaften, Dimensionsstabilität und Wasserbeständigkeit, aber eine schlechte Ölbeständigkeit und Lösungsmittelbeständigkeit. Folglich kann eine Legierung, die durch Mischen dieser beiden Harze hergestellt wird, jeden ihrer Nachteile ausgleichen, obwohl PA und PPO aufgrund ihrer schwachen Eigenschaften nur mit Hilfe von Kompatibilisierungsmitteln verträglich sind.

3. Polyamidmodifikation mit einer antibakteriellen Mischung

Zur Herstellung von antibakteriell modifizierten Nylon 6 (PA6)-Scheiben werden Nylon 6 (PA6)-Scheiben mit einem antibakteriellen Chitosan-Silber-Titandioxid-Verbundstoff in entsprechender Menge gemischt, in einem konischen Doppelschneckenextruder geschmolzen und kombiniert, extrudiert, mit Kühlwasser abgekühlt, granuliert und getrocknet.

Es gibt keine sichtbare Agglomeration, eine gute Dispersion, eine einheitliche Größe und eine hohe Kompatibilität in der antibakteriell modifizierten PA6-Chipharzmatrix. Das erwartete Ergebnis der antibakteriellen Veränderung ist eingetreten. Die antibakteriell modifizierten PA6-Scheiben weisen eine stabilere Struktur, eine höhere anfängliche Zersetzungstemperatur und eine bessere thermische Stabilität auf, was auf die Dotierung mit dem antibakteriellen Verbundstoff zurückzuführen ist.