聚酰胺同弹性体共混体系的增韧机理,S.Wu指出,共混体系要增韧,橡胶相的实际距离必须小于粒间的临界值,这时基体产生平面应变导致整体屈服,而不需要更强的界面化学粘结。如果橡胶相的实际距离大于粒间临界值,即使有界面化学粘结,聚酰胺和橡胶的共混体系仍然不具有韧性。
采用接枝方法在SBS分子链上引入羧基、酯基等活性基团形成接枝共聚物,就可以在熔融共混时与PA6的氨基发生化学反应,从而改善两相界面粘合力,以及两组分的相容性,使得产物的综合性能得以提高。使用MAH改性SBS(SBS-g-MAH)崁段共聚物与PA6共混后聚合物冲击强度大大提高,分散相粒子均匀分散于连续相中,粒径小,在共混过程中SBS-g-MAH能与PA6反应改善相间结构,同时形成一定的网状结构,这种结构在改善合金力学性能中起到重要作用。在冲击断面的照片中,没有接枝的共混物中,SBS分散于PA6基体中且粒径大,体系内两相界面十分清晰,两相结合力差,断裂主要发生在两相界面层,是因为界面结合力小于SBS抗冲击性或拉伸断裂力,因此在冲击断面,SBS粒子要么完整地留在断层表面,要么离开断面而留下光滑的空洞。接枝过的SBS共混体系照片中,分散相分散均匀,两相间的界面层也十分模糊,这表明两相间的结合力得到很大改善,这种结构可以有效阻止或减缓裂纹的发展。当共混物收到冲击时,应力能够有效传递,从而使材料的冲击强度大幅提高。
PA6/SBS-g-MAH共混物,当分散相质量分数低于20%时,共混物的断裂伸长率比纯PA6有明显提高,含量为10%时出现极大值。对于PA6/SBS体系,当SBS的质量分数超过20%时,共混物的断裂伸长率急剧下降。而对于PA6/SBS-g-MAH体系,其断裂伸长率則缓慢下降,其疏水特性可降低共混物的吸水性。
SBS在基体中的相态控制是使PA6高韧化的关键,并与加工温度、共混方式、SBS含量有极大关系。当MAH的接枝率为1.1%、SBS-g-MAH含量为质量分数3%时,20%的SBS在PA6基体中就能达到良好的分散性,其粒径可控制在0.3μm左右,合金的缺口冲击强度可达1100J/m。