共混改性是目前使用最多、最简便的制备PA合金的方法。PA共混物主要以PA6和PA66为基体。PA合金的制备主要有三大类：

 

    ①PA与PO(聚烯烃，主要为PE、PP)弹性体共混，主要提高PA在低温和干态下冲击强度；

 

    ②PA与其他工程塑料共混，改善综合性能；

 

    ③不同品种PA之间共混，均衡PA性能，提高性能价格比。

 

    由于PA与其他聚合物共混多为不相容体系，界面黏结力低，易发生宏观相分离，共混物性能不高，因此，制备PA共混物的关键是提高相容性。与PA共混的增容方式可分为反应性增容和增容剂增容两大类。反应性增容剂优点明显，改善性能突出，但非反应性增容技术加工简便、易操作、成本低等特点，也是PA合金化的主要方法。近年来，离聚体相容剂增容效果更为有效，得到重视。

 

    PA与P0共混

 

    P0是PA的常用增韧剂，P0主要是PE、PP。20世纪80年代中期，PA／PP合金在国外已商品化，20世纪90年代得到了飞速的发展，其技术不断成熟，性能不断完善。DuPont、Solvery公司首先开发出PA／PP合金系列产品，后来日本昭和重工、东L(东丽)、旭化成、宇部兴产公司、Dexter、Bayer、BASF等公司相继开发出。近年来的研究主要是开发高性能、多功能PA／PP合金。如日本旭化成公司生产的PA／PP0系列产品，其中A0110与A0120产品，其低温缺口抗冲强度分别为25J／m和608J／m。

 

    在诸多PA／聚烯烃中，PA／PP合金是性能／价格比优良的一类工程塑料，是PA共合金中研究和产量最大的一种。主要有PA6／PP、PA66／PP、PAll／PP、PAl2／PP、PAl010／PP，以及三元共混体系PA6／PP／EPDM、PA66／PP／EPDM、PA6／PP／SEBS等，其中PA6／PP体系研究最多。早期的研究认为，增容剂PP-g-MAH对PA6／PP的增容作用是由于PP-g-MAH分布到了PA6、PP两相界面上，减小了界面张力，起到界面活性剂的作用。现在的研究表明，在熔融共混过程中，PP-g-MAH与PA6的端氨基发生反应，生成PP-C0-PA6接枝共聚物，为反应性增容，因而提高了两相界面粘接力，这是改善体系相容性的主要作用。

 

    增容剂PP-g-MAH对于PA6／PP体系分散状态的影响从SEM可以看出，不加增容剂时，PP粒子呈球状分散在PA6基体中，并且分布不均匀，粒子粒度大，粒度分布宽，界面粘接不良；当体系中加入增容剂后，PP粒子均匀地分散在PA6基体中，粒度变小(1～3／m)，粒径分布窄，PA6与PP两相界面无明显分相，说明增容剂降低了PP与PA6的界面张力，增加了两相的相容性。在PA6／PP体系中分散相尺寸有一最佳值，平均粒度为1～2肛m时，共混物的拉伸强度和Izod冲击强度均提高，特别是当数均粒度在1时，两者提高更明显。如果分散相粒度太小，粒子周围可产生的应力白化程度(银纹)或塑性区域小，吸收冲击力弱；分散相粒子太大，粒子周围的应力高度集中，裂纹首先在粒子周围发生。此外，随着共混物中增容剂量的增加，相容性增加，当只加入接枝PP增容剂时，共混物PA6／PP-g-MAH几乎不分相。

 

    PA6和PP均为半结晶聚合物，前者强度大，后者强度小，因此，随着共混中PA含量的增加，共混物拉伸强度、弹性模量也增加，拉伸应变出现最低值，并且增容体系高于未增容体系，但是无协同效应；而增容体系冲击强度在PA6含量为80％左右出现极大值，是由于此时体系中分散相粒子小：数量最多，分散均匀。从拉伸强度来说，PA6与PP共混后，拉伸强度降低，拉伸过程中不出现细颈。加入相容剂后，共混物的拉伸屈服强度提高，而且也像纯PA6那样出现了细颈现象，这表明加入相容剂，改善了材料的拉伸强度。这些变化规律也适用于其他PA／PP体系。

 

    PA6／P0合金主要用于汽车、电子电气、机械、家用电器等行业来制造零部件。可为汽车制作空调风扇、车轮盖、线束卡等，也可用做摩托车防护部件。Du Pont公司Selar RB-PA／HDPE共混物用于制造汽车油箱的阻隔层。

 

    我国岳阳石化总厂和扬子石化公司共同开发了阻隔型塑料汽车油箱专用料PA／HDPE合金，该专用料是由阻透性尼龙、高分子增容剂和HDPE共混而成，对燃油具有良好的阻透性能。PA／HDPE也可作为肉类包装用肠衣。有清华大学、成都科大、中科院化学所、上海日之升、上海杰事杰、江苏石油化工学院等单位进行PA6／P0的研究开发，也有批量产品供应市场，主要应用于汽车行业。

 

    PA与PS共混

 

    PA／PS合金已有商品化产品。由Thermofil公司生产的PA66／PS合金，含有30％玻璃纤维，商品名为N3-300-4FG。性能优良，吸水率仅为0．5％，用于制造汽车和电工零件。PA与PS不相容，采用SMA，与PA共混时SMA中的酐基易与PA发生反应，改善相容性。日本旭化成公司就是采用与SMA共混，制备PA6／SMA合金，拉伸强度为70MPa、Izod缺口冲击强度为292J／m，热变形温度ll2℃。

 

    PA与ABS共混

 

    PA／ABS合金是开发较早的合金，也是PA合金生产较大的一种，l984年由美国的Borg-Warner Chemicals公司和Monsant0公司推出，商品名分别为Elemid和Triax。此外，日本三菱人造丝、合成橡胶公司、德国Bayer公司、荷兰DSM公司等众多厂家也生产。

 

    PA／ABS合金典型产品有Bayer公司的Triax系列、日本Monsant0公司的乇7力口／rNX45、NXSO PA6／ABs合金，具有极高的冲击强度和优良的综合力学性能。上海石油化工研究院用SMA共聚物作相容剂，将PA6／ABS熔融共混，制得PA6一g-MA／ABS合金。加入4份SMA时，该合金的缺口冲击强度可达l60J／m，是纯PA6的2．7倍。

 

    PA／ABS合金具有良好的低温抗冲性、刚性、韧性、耐化学药品性、耐溶剂性、耐热性和流动性，且外观光滑等性能，主要应用于电子电气、通讯工具、办公设备、园艺机械、体育器材、箱包滚轮、汽车及摩托车外装壳板等。如制造汽车车身壁板、连接器及机罩下的部件。

 

    PA与PC共混

 

    由于PC是强度、韧性、透光性、尺寸稳定性极好的工程塑料，与PA6共混司提商PA6强度、韧性及尺寸稳定性。PA6与PC也是不相容体系，其相容剂目前推出的有SEBS接枝酸酐型、酰亚胺改性丙烯酸型等。以SEBS-9-MAH和SEBS为相容剂改性PA6／PC体系为例。相容剂能显著提高PA6／PC体系的力学性能。当PA6／PC配比为75／25、SEBS含量为20份时，体系冲击强度和应力一应变试验时断裂伸长率显著增加；当SEBS／SEBS-9-MAH比值增加，SEBS不能完全包封PC微区，故体系力学性能进一步提高。通过SEM研究拉伸试样和Izod冲击试样的形变区，发现PA6／PC体系的两相界面易产生空洞，因为sEBS-9-MAH和未改性SEBS并用，使PC微区未被完全包封，所以基体能分散拉伸和冲击能，使剪切屈服强度增加，体系力学性能显著提高。

 

    Dext0，公司PA／PC合金Dexcart是开发较早的品种。日本工业科学技术院国立材料与化学研究所研制开发出PA6／PC合金，就是将SEBS-9-MAH作为相容剂，比较添加和未添加的合金性能后发现，未加改性SEBS的PA6／PC合金的冲击强度仅为30J／m，但添加一定量的改性SEBS后冲击强度提高到700J／m，伸长率提高约50倍。

 

    PA与PPS共混

 

    在PA66与PPS的共混体系中，相容性仍是一个很重要的问题。虽然PPS和PA66的溶解度参数分为12．5(J／cm3)1／2和13．6(J／cm3)1／2，相差不大，但它们的结构相差较大，因此，仍需要加入相容剂。在相容剂的作用下，PA66／PPS合金的综合性能提高，特别是可显著提高缺口冲击，改善其脆性。在保持原有性能不变的基础上，可在170ETK期，比单纯用玻纤增强PA66的使用温度提高了60℃，还使PA66的吸水率大大下降，提高了产品的尺寸稳定性，材料同样具有较好的结晶性及熔融流动性。从表面看来，PPS与PA66的熔融温度和热分解温度相差悬殊，实现良好的共熔有困难，但实际情况正好相反，两者在亭辫下表现出特殊的作用而呈现很好的工程上的相容性，这与它们的溶解度参数相近，有一定的热力学相容性有关。

 

    不同共混比的PA66与PPS共混材料，当PA66／PPS为40／60时，该合金的冲击强度约为PPS的5倍，拉伸强度、弯曲强度均有所提高，而热变形温度仅有少许下降，综合性能相当理想。这种材料可用做发动机水泵叶轮、进水盘等。大日本油墨化学公司研制生产了PIC-PPS-PN系列产品，这种PN系列合金产品具有140～170℃的长期耐热性能，较好的刚性和成本低等特点，且比PA66树脂的长期使用温度提高了30～60℃。

 

    PA与PPO(聚苯醚)共混

 

    PA／PP0合金于1966年由GE公司开发成功，随后又开发出了PA／PP0合金。但这种合金由于相容性较差，为宏观相分离的脆性材料，综合性能并不理想，因而无实际应用价值。直到l983年GE公司采用相容剂技术，使PPO在PA／PP0共混物中作为分散相的相畴微细化、稳定化，开发出第二代PA／PP0，商品名Noryl GTX系列，并成功地应用于轿车的车身板后，逐渐引起人们的关注，Noryl GTX成为改性PP0非常著名的产品。日本住友化学工业公司于20世纪70年代末期也开发出PA／PP0，并于1986年正式投入市场。目前GE公司仍是世界PA／PP0最大的生产厂家，其他主要生产厂家有Allied signal公司的Di-mension，日本东L公司的PPA系列、住友公司X、Y系列、及德国BASF公司。表7-18为GE公司Noryl GTX系列产品的主要性能。

 

    国内仅有北京市化工研究院、中国兵器工业五三研究所等少数几家开展研究，有少量产品问世。五三研究所开发的PA66／PP0合金，以接枝聚烯烃为相容剂，共混制得高韧PA／PP0，拉伸强度55MPa、缺口冲击强度达80kJ／m2、弯曲强度为70．2MPa、热变形温度120℃(1．82MPa)。

 

    PA6、PA66／PP0合金综合了PA和PP0的性能，成为工程塑料中最重要、最具有代表性的合金品种。既有PA6、PA66优异的力学性能、耐溶剂性，又有PP0耐疲劳、耐热性、耐冲击性、阻燃性好、低吸水率和尺寸稳定性好等优点，是一类热变形温度高、机械强度好、电气绝缘好、刚韧兼备、尺寸稳定性高、耐化学药品性好、易加工、可喷涂，综合性能优良的合金，近年来发展很快。品种除通用级外，还有增强级、阻燃级等。广泛地应用于汽车工业、机械工业、电子电气、影视设备、家用电器、通讯设备等领域。在汽车工业制造车轮盖、挡泥板、整体保险杠、阻流板、后侧板、缓冲垫、散热器格栅、车轮护盖、前后挡板、车尾门、柱罩、反射镜外壳、可伸缩头灯盖、燃油箱盖、进气管、摇板、电动机罩等。机械工业制造化工泵体、阀门、齿轮、高压容器等。电子电气工业制造摄影机外壳、集成电路箱壳、无声齿轮、放映机、电路保护器、插座、连接器、电磁开关、程序控制器等。以及制造传真机外壳、光盘、磁带、复印机、微波炉、通讯设备、电话交换机、录像机等精密机械内部零件。

 

    PA与弹性体共混

 

    与弹性体共混可明显提高PA的韧性，特别是当PA与含有羟基的烯烃弹性体或弹性体的接枝共聚物等组成的共混合金可制得超韧性PA材料。1975年Du Pont公司就发展了超韧性的尼龙Zytel ST系列，以EPDM为增韧剂，PA66为基体，采用反应挤出技术开发出具有划时代意义的超韧性尼龙。

 

    Zytel ST系列第一个牌号801是PA66母体树脂中加入EPDM接枝MAH弹性体，属于通用抗冲击牌号，使PA66冲击强度超过PC，并保持PA的耐化学药品性、挠曲性和耐磨性。后来又相继开发了ST801 BKl01(含分散很好的炭黑)，除高冲击强度外，耐候性极好。ST901内含无定型树脂、除有极高冲击强度外，成型收缩率小，在较宽的温度和湿度范围内均仍能保持良好的性能，是最引人注目的牌号。Zytel ST系列合金的Izod缺口冲击强度可达880J／m，比尼龙6(43J／m)提高了20倍以上。目前超韧PA6的生产厂家和牌号如表7-19所示。

 

    与PA共混的弹性体主要有EPR、EPDM、SEBS、乙烯／辛烯共聚物(POE)等。由于PA与这些弹性体热力学是不相容的，简单共混性能很差，因此，必须加入相容剂才能得到性能优良的共混材料。常用接枝聚合物作用相容剂，Burgisi等用不同的橡胶对PA6进行增韧，比较了它们的增韧效果，得出如下结论：EPDM-g-MAH>EPR-g-MAH>SEBS-g-MAH>ULDPE-g-MAH。其中，EPDM-g-MAH与PA6的共混物的缺口冲击强度在室温下可达到1130J／m。

 

    PA6／弹件体合会是继Du Pont公司超韧PA66后开发出的又一类高抗冲PA6。于l976年率先开发的以EPDM-g-MAH作为增容剂的超韧PA6，其冲击强度是纯PA6的3倍。PA6／弹性体合金所用弹性体与PA66-相似，一般为EPDM、SBS、SEBS，由于弹性体的加入，使得在干态及低温下的抗冲性能大幅度提高，其室温下缺口冲击强度较PA6提高十几倍甚至二十倍，一40℃冲击强度也提高了数倍。相容剂也常采用EPDM-g-MAH、GMA、SBS或SEBS-9-MAH，较新的相容剂是环氧化的EPDM。

 

    PA6／弹性体的高韧性特征适合高级汽车保险杠、体育运动器材及防护件如滑雪板、保龄球、头盔、护板等，也适合于交通运输工具配件制造。

 

    国内有北京化工大学、中科院化学所、北京化工研究院等单位从事在PA6／弹性体研究开发，也有产品投产。北京市化工研究院研制的PA6／弹性体合金有增韧型、增强型、阻燃增强型等品种，用于电线包覆、信号绝缘体电子部件、电机、齿轮、电动工具外壳等。

 

    PA与热致液晶聚合物(TLCP)共混

 

    与PA共混的高聚物大多数拉伸强度都小于PA6，从而不可避免地使PA合金的拉伸强度有所下降。为了保持和提高拉伸强度，通常在PA中加入玻璃纤维，但随之而来的是加工困难、机械磨损大和冲击强度下降同时由于PA熔体黏度大，玻璃纤维不可能加得太多。但是由于液晶聚合物的出现和1987年G．Kiss首先提出"原位复合材料"的概念以来，为解决这一问题提供了可能。

 

    PA6／TLCP中液晶高分子熔融黏度小，少量TLCP可使PA熔体黏度明显降低，并能提高性能。TLCP为刚性分子结构，熔融加工时显示出高度有序性，形成微纤结构，可作为增强单元"原位"增强，提高拉伸和冲击强度。但是由于TLCP与PA是不相容的，界面黏合力很差，使得共混物韧性很差，为提高共混物的韧性，广泛采用的是加入增容剂。PP-g-MAH可作为PA6／TLCP相容剂，因其能与TLCP形成"氢键"而有增容作用，随TLCP含量增加，体系拉伸强度和模量也增加，因为在较大配比范围内，PA6／TLCP共混体系内有TLCP微纤形成。

 

    目前这方面的工作还处于实验阶段，随着增容技术的发展和加工工艺的改进，工业化生产将成为可能，这将使PA6得到更广泛的应用。

 

    PA与热塑性聚酯共混

 

    PA6／PET合金是一类强韧、耐热、耐锡焊、低成本的合金，通常所用的相容剂为多层丙烯酸酯结构化合物或者为有机硅改性聚苯乙烯。日本东丽公司先用PP-g-MAH对PA6进行改性，生成PP-g-MAH-PA6共聚物，再与PET共混，制得抗冲击的PA6／PET合金，该合金综合性能优良。

 

    PA／聚酯共混体系在熔融共混后再进行固相聚合，可明显增加相容性，力学性能显著提高。

 

    PA与其他聚合物共混

 

    国外PA6合金中开发的品种还有PA6／PAR(聚芳酯)、PA6／PVOF(聚偏二氟乙烯)、PA6／PVOH、PA／PSU(聚砜)、PA／N烯酸酯共聚物、PA／PTFE等。

 

    PA6／PAR共混物中PAR，如双酚A型多芳基聚合物、间苯二酚／对苯二酚(121)非晶态共聚物等都是重要工程塑料，综合性能优良。该合金具有刚性大、耐热性高，同时兼有好的冲击韧性的特点。日本工二手力公司研制开发出PA6／聚芳酯合金X-9，其耐热性和冲击强度大大提高，干态下冲击强度为PA6的8倍，一30。C下PA6的4倍。

 

    PA6／PVOF具有强度高、耐蠕变、耐臭氧、耐老化及耐紫外线等优良性能。

 

    PA6／PVOH是一类综合性能良好的合金，共混物只有一个T。是一相容体系。

 

    PSU是典型的无定形多芳基醚，具有很高的热变形温度，良好的尺寸稳定性，优异的力学性能。将PSU与PA基体共混，并加入合适的相容剂，能够提高共混物的韧性，同时共混物的强度也下降不大，即所谓的刚性粒子增韧。

 

    PA／PTFE兼有低摩擦系数和耐高温等性能。

 

    不同品种尼龙之间共混

 

    不同品种PA因化学结构相近，相容性好，生成的共混物兼有两种PA的特点，可以平衡各种尼龙的特性，拓展其应用领域，这也是改性尼龙性能的比较通用的方法。如PA6／PA66共混物热变形温度接近PA66，制品外观与PA6相近，并可缩短成型周期，提高生产率。在尼龙家族中，PAll和PAl2的共混物是由单一长链单体缩聚而成的高聚物，其韧性极高，常温下缺I=1冲击不断，但是价格较高，因此，是将不同尼龙共混制得高性能合金，以获得性能／价格比适宜的产品。日本合成橡胶公司将80份的PA46与20份的PA6共混，获得了冲击强度高达l00J／m的材料。