乙烯⁃丙烯酸共聚物及其锌离聚体�...

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（来源：聚烯烃人）

采用EAA与Zn‑EAA改性PA66，Zn‑EAA增韧效果优于EAA。5%Zn‑EAA可实现PA66同步增强增韧；Zn‑EAA共混物平衡扭矩更低，加工性能更优。流变结果表明，Zn²⁺与酰胺基形成的物理交联网络可改善力学性能，高温下该网络发生解离，与加工测试结果一致。

力学性能

PA66/EAA与PA66/Zn‑EAA共混体系的悬臂梁缺口冲击强度见图1。随EAA、Zn‑EAA添加量由5%增至20%，PA66冲击强度逐步提升，Zn‑EAA增韧效果更突出。添加20%时，PA66/EAA‑20、PA66/Zn‑EAA‑20冲击强度分别达13.0、18.9 kJ/m²，较纯PA66（3.1 kJ/m²）分别提升319.4%、509.7%。一方面，EAA与Zn‑EAA在PA66基体中作为应力集中点，可吸收冲击能实现增韧；另一方面，二者羧酸基团与PA66端氨基反应，改善界面相容性。Zn‑EAA中的Zn²⁺还可与PA66酰胺基发生配位络合，构建额外物理交联网络，进一步耗散冲击能量，故PA66/Zn‑EAA共混物冲击性能更优。

图1 EAA、Zn-EAA添加量对PA66悬臂梁缺口冲击强度的影响

弹性体增韧塑料往往以拉伸强度损失换取冲击性能提升，PA66/EAA体系即符合该规律；而PA66/Zn‑EAA共混物拉伸强度随Zn‑EAA含量增加呈先升后降。Zn‑EAA添加5%时，PA66/Zn‑EAA‑5拉伸强度为90.8 MPa，较纯PA66（84.7 MPa）提升7.2%；添加量增至10%，拉伸强度回落至纯PA66水平。低含量下Zn‑EAA构筑的物理交联网络可强化基体，含量继续升高后，Zn‑EAA自身低强度成为主导因素，造成共混物拉伸强度下降，该现象与Sun等报道一致。相同配比下PA66/Zn‑EAA的拉伸强度均高于PA66/EAA。综合图1、图2结果，5%Zn‑EAA改性PA66综合力学性能最优，悬臂梁缺口冲击强度8.2 kJ/m²，较纯PA66提升164.5%，同时拉伸强度提高7.2%，实现PA66同步增强增韧。

图2 EAA、Zn-EAA添加量对PA66拉伸强度的影响

加工性能

通过扭矩‑时间曲线（图3）探究PA66/EAA、PA66/Zn‑EAA共混物加工性能。纯PA66平衡扭矩1.4N·m，引入EAA、Zn‑EAA后平衡扭矩均上升；EAA添加10%、20%时平衡扭矩分别为2.0 N·m、2.6 N·m，源于EAA羧酸基团与PA66端氨基发生酰胺化反应，加剧分子链缠结与摩擦。同等含量下PA66/Zn‑EAA平衡扭矩低于PA66/EAA，PA66/Zn‑EAA‑20平衡扭矩2.4 N·m，较PA66/EAA‑20（2.6 N·m）下降0.2 N·m。原因在于加工温度下锌离子⁃酰胺基配位形成的物理交联网络解离，熔体流动性提升、黏度降低，赋予共混物更好的加工性能。

图3 PA66/EAA和PA66/Zn-EAA共混体系的扭矩—时间曲线

旋转流变分析

流变测试可评价材料加工性能并表征内部结构，图4为PA66及PA66/EAA、PA66/Zn‑EAA共混物的动态流变曲线。低频区纯PA66储能模量G′、损耗模量G″与角频率ω的双对数关系满足G′∝ω²、G″∝ω，符合线性黏弹性模型，分子链可充分松弛。随EAA、Zn‑EAA含量提高，二者与PA66发生酰胺化反应束缚分子链运动，共混物低频区G′与G″增大，G′、G″对ω的依赖逐渐偏离线性黏弹性模型。

tanδ（G″/G′）随角频率的变化同样可表征共混物黏弹性行为。由图4c可见，引入EAA或Zn‑EAA后体系tanδ降低；ω=10 rad/s时，PA66/EAA‑20、PA66/Zn‑EAA‑20的tanδ由纯PA66的10.0分别降至2.0、3.2，说明改性组分增大分子链缠结，降低能量耗散，提升弹性响应。随EAA、Zn‑EAA添加量提高，tanδ曲线趋于平缓，分子链缠结增多，在更广角频率区间呈现更强弹性。同等添加量下，PA66/Zn‑EAA的tanδ曲线位于PA66/EAA上方，且对角频率依赖性更高，归因于高温下Zn²⁺形成的物理交联网络发生解离，弹性响应减弱，该结果与平衡扭矩测试相吻合。

总结

EAA与Zn‑EAA均可提升PA66冲击强度，且随含量升高而增大，Zn‑EAA增韧效果更佳；20%添加量时，PA66/EAA‑20、PA66/Zn‑EAA‑20悬臂梁缺口冲击强度分别为13.0、18.9 kJ/m²。PA66/EAA拉伸强度随EAA增加持续降低，PA66/Zn‑EAA则先升后降，同含量下拉伸强度优于PA66/EAA，5%添加量可实现PA66同步增强增韧。由扭矩‑时间曲线可知，PA66/Zn‑EAA‑20平衡扭矩2.4 N·m，低于PA66/EAA‑20的2.6 N·m，PA66/Zn‑EAA加工性能更优。