Смеси полифениленоксид-полиамид

Полифениленоксид является единственным полимером, имеющим ряд особых преимуществ, например, высокую жесткость и высокую температуру стеклования — следовательно хорошую теплостойкость и размерную стабильность — в сочетании с отличными электрическими свойствами; однако он имеет слабую химическую стойкость и плохо поддается переработке. С другой стороны, полиамиды хорошо обрабатываются и имеют высокую химическую стойкость, но плохую размерную стабильность и легко поглощают воду. Реакционно-компабилизированные смеси полиамида и ПФО нашли применение в автомобильной и электронной промышленности, где требования к теплостойкости и размерной стабильности весьма высоки. Смеси полиамид-ПФО обычно упрочнялись путем введения эластомерных блок-сополимеров, таких как SB, SBS, SEBS, SEP и SIS в фазу ПФО.
В патентной литературе обсуждались различные пути реакционной компатибилизации смесей ПФО-полиамид. Большинство этих методов включают прививку функциональной группы (малеиновый ангидрид, фумаровая, лимонная и таконовая кислоты и т. д.) на цепь ПФО, которая должна реагировать с аминными концевыми группами полиамида. Введение прекурсора компабилизатора, взаиморастворимого в фазе ПФО и вступающего в реакцию с фазой полиамида, также успешно применялось для компатибилизации этой системы. Кроме того, было несколько заявок на получение сополимеров полиамид-ПФО in situ посредством термического окисления ПФО в отсутствие посторонних компабилизаторов. В большинстве смесей полиамид-ПФО с компатибилизацией, о которых упоминается в литературе, фаза каучука располагается внутри доменов ПФО, хотя в патентной литературе имеется несколько примеров ударопрочной модификации обеих непрерывных фаз.
Рис. 17.19 демонстрирует ударную вязкость сплавов полиамид-ПФО, компаби-лизированных малеиновым ангидридом. Можно видеть пластично-хрупкий переход при критическом размере частиц дисперсной фазы, который, по-видимому, зависит от молекулярного веса фазы ПФО; размер частиц, необходимый для упрочнения, уменьшается при снижении молекулярного веса ПФО. Эти данные были объяснены By влиянием расстояний между частицами. Накаджима и Ицаса демонстрировали важность регулирования размеров частиц дисперсной фазы в ударопрочных смесях найлон-6,6-ПФО для улучшения однородности литых изделий (однородность определялась как отношение ударной вязкости около места впуска (впускного литника) к прочности в центральной части образца при испытании по Изоду). Ударная вязкость была более однородной поперек отлитых деталей, когда большинство частиц дисперсной фазы были диаметром < 0,6 мкм. Эти наблюдения совпадают с данными Флексмана для смесей сверхтвердого полиамида. Кемпбелл с сотр. демонстрировали различие в температурах пластично-хрупкого перехода в смесях полиамид-ПФО (на близких уровнях общего структурирования сополимеров), возникающих при различиях в архитектуре сополимеров, образованных при реакционной компатибилизации (рис. 17.20). В этой серии компатибилизация через формирование привитого сополимера (ПФО-g-MA) вела к несколько более низкой температуре пластично-хрупкого перехода в ударопрочных смесях найлон-ПФО, чем через формирование блок-сополимера (концевой ангидрид-ПФО с блокированными концами цепей) при идентичных уровнях сополимера in situ (связано 18% ПФО).

Концевые группы цепей полиамида играют важную роль в определении морфологии и механических свойств смесей полиамид-ПФО. Фуджии с сотр. указывали, что смеси на основе найлона-6 с отношением аминов к карбоксилам менее единицы проявляют плохие свойства; то есть для достижения совместимости в полиамидной фазе должно быть достаточное количество функциональных химических групп. В подобной работе Нишио с сотр. демонстрировали значительное влияние молекулярного веса и отношения NH2/COOH полиамидной фазы на конечную ударопрочность и пластичность упрочненных каучуком смесей.