聚酰胺6(PA6)是一种热塑性工程塑料,因其优良的机械性能、耐油性、耐磨性、轻质和易加工性,广泛应用于汽车、薄膜和轨道交通等领域。然而,PA6存在两个主要问题:一是它对热、光等环境因素敏感,容易产生高反应性自由基,导致性能下降;二是在缺口条件下容易脆性断裂,限制了其在高韧性要求的行业中的应用。为提高PA6的寿命和性能,可以添加抗氧化剂,特别是受阻酚类抗氧化剂。这些抗氧化剂通过捕获自由基,阻止自由基链式反应,从而减缓热氧化老化。
贵州大学材料与冶金学院国家工程中心课题组通过酯化反应合成了一种新型小分子抗氧化剂 3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸 2-丙烯酰乙酯 (AMBHP),并与 N-苯基马来酰亚胺和苯乙烯单体共聚,得到两种新的增韧大分子抗氧化剂,3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸 2-丙烯酰乙酯苯乙烯二元共聚物 (PAS) 和 3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基) 丙酸 2-丙烯酰乙酯N-苯基马来酰亚胺二元共聚物 (PAN)。抗氧化剂 PAN 和 PAS 表现出优异的热稳定性和捕获自由基的能力。此外,热氧老化实验表明,PA6/PAN 和 PA6/PAS 的结晶度和机械性能得到了很好的保留。这可归因于 PAN 和 PAS 具有很强的空间位阻效应和高分子量,减少了它们在使用过程中的物理损失,增强了它们清除自由基的能力,稳定了 PA6 的晶型,从而抑制了 PA6 分子链的断裂。PAN 和 PAS 可以与 PA6 分子链形成氢键,增加它们与 PA6 的相容性,达到延缓热氧老化和提高 PA6 缺口冲击韧性的效果。
Mechanism of PAS (PAN) on PA6
上述工作是该团队在合成新型大分子抗氧化剂,制备高性能耐热氧老化PA6上的最新进展。这两种大分子抗氧化剂在 PA6 中优异的抗热氧化老化能力和增韧作用,PA6/PAS 和 PA6/PAN 复合材料表现出显着增强的抗热氧化性和缺口冲击韧性,为其扩展应用前景广阔。
文献:https://doi.org/10.1016/j.polymer.2024.127614