2014年，國內(nèi)尼龍切片產(chǎn)量超過325萬噸，玻纖+尼龍已大量應(yīng)用于汽車、電子領(lǐng)域。然而玻纖+尼龍流動性差，注塑成型要求高、容易產(chǎn)生不良品；本文介紹了一種樹枝狀聚合物，它能夠有效提高玻纖+尼龍等塑料的流動性，從而減小加工難度！

據(jù)統(tǒng)計，2014年國內(nèi)尼龍切片產(chǎn)量超過325萬噸，尼龍用量在工程塑料中位居第一！尼龍材料由于高度對稱和氫鍵等效應(yīng)，具有很高的結(jié)晶度，從而具備非常優(yōu)異的力學(xué)性能。因此，注塑級玻纖增強尼龍大量應(yīng)用于汽車、電子等高科技行業(yè)。

然而，尼龍在添加玻纖等增強材料時，熔融指數(shù)小，難以注塑加工；這對尼龍制品的尺寸穩(wěn)定性和表面效果產(chǎn)生很大的影響！最常見的缺陷之一即是浮纖現(xiàn)象，詳情請點擊查看→玻纖增強尼龍（PA）出現(xiàn)“浮纖”影響油漆噴涂怎么辦？

圖：塑料制件中“浮纖”現(xiàn)象，來源于尼龍工程塑料技術(shù)微論壇

如何才能降低尼龍的注塑加工難度？?威海晨源分子新材料有限公司研發(fā)生產(chǎn)出第四代新型高分子材料—樹枝狀聚合物。該聚合物是一種流動改善劑，它既能成倍地增加尼龍的熔指，又可以避免力學(xué)性能的降低。

20世紀80年代初，樹枝狀聚合物由美國化學(xué)家Tomalia DA博士發(fā)明并成功合成。近10多年來，樹枝狀聚合物由于以上特點，在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域得到很多的應(yīng)用，包括納米級生物傳感器、納米級催化劑等。其實樹枝狀聚合物在高分子材料加工還有更廣闊的應(yīng)用，比如：降低熔體粘度、改善流動性、提高顏填料的分散性、利于吹膜等。

為什么說樹枝狀聚合物能改善尼龍的加工流動性？我們來舉個例子：有兩份平均分子量相同的線性聚合物（稱為A）和樹枝狀聚合物（稱為B），如下圖所示：

圖：線性聚合物A和樹枝狀聚合物B

1.首先比較它們的流動性能：A由于是線性的，很容易纏結(jié)，易結(jié)晶；B是樹枝狀的，具有高度支化結(jié)構(gòu)（主鏈短，支鏈多），由于空間位阻作用，分子間纏結(jié)較少，具有低熔體粘度特性。

2.其次是力學(xué)性能：樹枝狀聚合物表面大量的官能團使其具備很好的偶聯(lián)作用，保證具有較大分子間的力，從而保持很好的材料力學(xué)性能。

下面我們通過表格來說明在雙螺桿擠出造粒過程中，添加不同型號樹枝狀聚合物所帶來的機頭壓力、主機電流、尼龍力學(xué)性能的變化程度，以及熔融指數(shù)的提高程度：

配方：1為PA66，2為75%PA66 +25%GF， 3為70%PA66 +30%GF

如上表所示：添加少量701系列樹枝狀聚合物，擠出機機頭壓力減小25-40%，主機電流減小10%以上，對擠出機的要求大幅度降低。拉伸強度減小5-18%，但是熔指增加的幅度非常之大，達到94-570%，從而大大方便了其注塑加工！另外，801系列的樹枝狀聚合物則無損塑料基體的力學(xué)性能，而且也可以翻倍提升純PA66的熔指，故需要根據(jù)實際需求來選擇合適型號的樹枝狀聚合物。

當然，樹枝狀聚合物不僅僅能提高塑料的熔指，它還至少有以下三種功能：

1. 塑料增韌改性：樹枝狀聚合物結(jié)構(gòu)的增韌劑具有優(yōu)異的流動性和分散性，尤其適合高填充和高增韌體系，可以減少增韌劑的用量從而達到降低成本的作用，樹枝狀增韌劑替代傳統(tǒng)POE應(yīng)用于PP體系時，可以比同等份數(shù)POE提升40%~60%以上的沖擊強度。

2.應(yīng)用在透明性塑料和薄膜領(lǐng)域：相對于傳統(tǒng)高分子材料，樹枝狀聚合物玻璃化溫度更低，更容易成膜，不容易結(jié)晶，適合透明性塑料和薄膜領(lǐng)域的應(yīng)用，可以替代含氟聚合物PPA應(yīng)用在PE薄膜領(lǐng)域。

圖：PE薄膜

3. 功能化：樹枝狀聚合物表面大量的官能團使其可具備很高的化學(xué)活性，并可通過端基改性來獲得更多的功能性基團，樹枝狀聚合物通過表面修飾大量不同的官能團可實現(xiàn)在不同塑料和橡膠品種中的應(yīng)用。

圖：上海交大化學(xué)化工學(xué)院朱新遠院長（左）與威海晨源分子新材料有限公司李武松總經(jīng)理（北大博士）

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威海晨源分子新材料有限公司為亞洲首家研發(fā)、生產(chǎn)樹枝狀聚合物材料的高新技術(shù)型企業(yè)，擁有樹枝狀聚合物領(lǐng)域的唯一院士工作站，核心團隊在樹枝狀聚合物研發(fā)和應(yīng)用領(lǐng)域具有20多的經(jīng)驗積累。

晨源分子(CYD)在為北京大學(xué)、清華大學(xué)、中科院提供樹枝狀聚合物用于科學(xué)實驗之后，現(xiàn)已開始實現(xiàn)樹枝狀聚合物的產(chǎn)業(yè)化！至今，已收到澳大利亞、美國和歐洲等全球各地訂單，廣泛應(yīng)用于塑料、涂料油墨、生物醫(yī)用、納米材料、催化劑載體、水處理等領(lǐng)域。

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