[发明专利]一种尼龙6纳米纤维增强增韧聚甲醛的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及属于高分子材料领域，更具体的讲是一种尼龙6纳米纤维增强增韧聚甲醛的制备方法。

背景技术

聚甲醛(POM)是一种综合性能优良的工程塑料，具有极高的强度和刚度，良好的耐腐蚀、耐油性、耐化学性、低吸水性、耐磨自润滑性、抗蠕变性以及突出的耐疲劳性能（疲劳强度高达 27.4×10⁷），是所有塑料中强度较为接近金属的树脂品种之一。从1959年美国DuPont 公司首先实现工业化以来，聚甲醛就以其原料价廉易得，加工成型方便，特别是其独特的性能，常常被用来代替有色金属和合金，广泛应用于汽车、电子电器工业、一般及精密机械和五金建材等行业。目前，在整个工程塑料工业中，聚甲醛的年产量仅次于尼龙和聚碳酸酯，位居第三位，已发展成为当今世界五大工程塑料之一。

聚甲醛的致命弱点是缺口冲击强度较低，与其优良的综合性能不相匹配；同时，POM 的热稳定性极差，超过 220℃或遇到含强极性基团的物质就会发生明显的分解。对聚甲醛的增韧增强非常有必要。目前用于POM增韧改性的方法主要有弹性体增韧和非弹性体增韧。热塑性聚氨酯 (TPU)、乙丙橡胶以及丁腈橡胶等弹性体增韧 POM是传统方法，关于这方面的报道较多，但弹性体增韧 POM通常是以牺牲 POM的其他力学性能为代价的。为了在提高 POM韧性的同时不损害其他的性能，非弹性体被越来越广泛地应用于聚甲醛的增韧改性，聚酰胺正是其中较为典型的一种。

用于聚甲醛增韧的聚酰胺一般是二元及三元共聚酰胺，尼龙6、尼龙66等常规聚酰胺树脂则不适合用来增韧聚甲醛，原因是其熔点很高，在其加工温度下聚甲醛易发生降解。对于纤维增强聚甲醛方面，解决聚甲醛的相容性是关键，CN 102329471A公开了一种玻纤增强聚甲醛材料及其制备方法，加入有相容剂、偶联剂、加工助剂，能增进POM 和玻璃纤维的相容性，促进了玻璃纤维的增强效果，从而增强了制得的玻纤增强聚甲醛材料的性能。但是由于POM 的高结晶性导致树脂与玻纤的相容性仍然不够令人满意。

发明内容

本发明的发明目的在于针对以上不足，提供一种尼龙6纳米纤维增强增韧聚甲醛的制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种尼龙6纳米纤维增强增韧聚甲醛的制备方法，包括以下步骤：

（1）静电纺丝制备尼龙6纳米纤维

将尼龙6溶于甲酸中，配制成可纺溶液，浓度10~16%，然后进行静电纺丝，电压50~65kv，电极距离100~300mm，收集尼龙6纳米纤维备用；

（2）制备尼龙6纳米纤维增强增韧聚甲醛

将5~20重量份的尼龙6纳米纤维和80~95质量份的聚甲醛混合，投入到双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机一区温度160-170℃，二区温度165-175℃，三区温度170-180℃，四区温度175-185℃，机头180-195℃，螺杆转速250-350rpm，停留时间3-5min，压力为12-18MPa下进行熔融造粒。

上述步骤（1）中所述尼龙6甲酸溶液浓度为13~14%。

上述静电纺丝使用Elmarco静电纺丝设备Nano spider。

上述电压55~60kv，电极距离150~200mm。

上述步骤（2）中尼龙6纳米纤维为8~15重量份，聚甲醛为85~92重量份。

本发明的优良效果如下：

1、尼龙6纳米纤维由于其比表面积大，相容性增强，大大增强了其酰胺基团与聚甲醛中醚键的氢键相互作用，其拉伸强度和弯曲强度有明显改善。

2、尼龙对聚甲醛有异相成核作用，随着尼龙含量的增加，共混体系的缺口冲击强度增加明显。

3、尼龙6纳米纤维的引入可以降低熔融共混的温度，不必达到尼龙6熔点，避免了聚甲醛的解聚。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，以便本领域技术人员可以更好的了解本发明，但并不因此限制本发明。

实施例1

1、静电纺丝制备尼龙6纳米纤维

配制浓度为14%的尼龙6甲酸溶液，置于纺丝液槽中，调整电极距离为150mm，开启高压电至60kv，在接受基材上收集尼龙6纳米纤维。

2、制备尼龙6纳米纤维增强增韧聚甲醛

将8份尼龙6纳米纤维与92份聚甲醛混合均匀，投入到双螺杆挤出机中，熔融造粒。