（来源：链塑网）

尼龙（PA），又称聚酰胺纤维，是热塑性树脂的一大类别，也是三大主要合成纤维之一。在 PA 的众多品种中，尼龙6（PA6）占据主导地位。

它凭借良好的耐磨性、自润滑性、卓越的力学性能、出色的加工适应性及耐化学腐蚀性，在汽车制造、家用电器、机械制造以及医疗等多个领域均展现出广泛的应用价值。

然而，PA6 本身易吸水，极大限制了其自身良好耐磨性的应用。且随着科技的进步和工业的发展，不同应用领域对材料性能的要求日益提高，特别是在高磨损环境中，PA6 的耐磨性不足成为亟待解决的问题。

研究发现，一些改性方法可以有效提高 PA6 的耐磨性，如共混改性、填料增强改性等。下面就这些改性方法在提升 PA6 耐磨性方面的研究与成效进行介绍。

01

共混改性

 PA6

共混改性通过将 PA6 与其他高性能聚合物或弹性体共混改性是一种常用的提高 PA6 耐磨性的改性方法。

主要通过将 PA6 与其他高性能聚合物 [如聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚四氟乙烯（PTFE）、聚醚醚酮（PEEK）等，或弹性体如三元乙丙橡胶或乙烯 - 丙烯 - 环戊二烯三元共聚物（EPDM）、苯乙烯 - 丁二烯 - 苯乙烯嵌段共聚物（SBS）、聚烯烃弹性体（POE）等] 共混来改善其耐磨性。

将丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(ABS)与 PA6 共混，可以有效减少材料的磨损率，提高 PA6 的耐磨性。

研究成果：

当质量分数为 5% 的 ABS 与再生 PA6 混合时，共混材料磨损率可降低至 92μm，表现出最佳的耐磨性。

单纯的机械共混常会出现两相不相容的情况，对提升PA6耐磨性造成不利影响，为解决这一难题，很多专家和研究学者常添加增容剂来辅助两相均匀混合。

研究成果：

1.调整 PA6 与高密度聚乙烯（PE-HD）的比例，可获得低摩擦系数和高耐磨性的材料，当 PA6 质量分数为 60% 和 80% 时，共混材料磨损率显著降低，摩擦系数较纯 PA6 下降超 70%。

2.引入马来酸酐接枝聚丙烯（MAgPP）作为增容剂，能改善相容性，稳定转移膜形成，进一步提升耐磨性。

3.在 PA6/PE-HD 共混体系中加入 PTFE，当 PTFE 质量分数为 10% 时，摩擦系数降低 32%，磨损率减少 28%。

PA6 还可以和橡胶例如 EPDM，SBS 等弹性体混合，增加材料的柔韧性和耐冲击性，同时PA6和弹性体形成的微相分离结构可以改善材料表面的耐磨性。

研究成果：

1.加入苯乙烯 - 马来酸酐共聚物（SMA），当 SMA 质量分数为 2% 时，复合材料摩擦系数较未改性体系降低 29.5%。

2.调整液态天然橡胶（LNR）的含量，可提高 PA6 的耐磨性、降低复合材料的磨损率。当 LNR 质量分数达到 10% 时，PA6/LNR 共混物的体积损失大幅降低，同时保持较低的体积磨损率。

使用不同种类的共混改性剂对PA6进行改性，能够在保留PA6本身优异性能的基础上，有效提升其耐磨性和力学性能。

然而，由于改性剂类型的差异，针对不同基体的PA6，需要选择适配性更强的共混改性剂以达到理想的性能提升效果。

02

填料增强改性

PA6

填料增强改性是一项通过在聚合物基体内加入填料与基体材料物理混合来改善材料性能的工艺。

这种方法广泛应用于塑料、橡胶和复合材料的增强，旨在提升材料的力学强度、耐磨性、刚性、热稳定性及其他物理化学性能。通过填料增强改性PA6能够有效提高PA6的耐磨性，常见的填料包括 GF、碳纤维(CF)、玄武岩纤维(BF)、石墨、石墨烯、二硫化钼、滑石粉等。

通过引入不同种类和含量的填料，能够显著改善PA6的摩擦学性能，延长其使用寿命。

研究成果：

1.引入 BF 能显著提升 PA6 的耐磨性，当 BF 质量分数为 10% 时，复合材料的磨损率较纯 PA6 降低了 95%。在 20N 载荷下，BF 质量分数为 10% 的复合材料摩擦系数稳定于 0.23，显著低于纯 PA6 的 0.43。

2.对 BF 进行表面处理，并将其与 PA6 熔融共混，制备质量分数 10% 的 BF 增强 PA6 复合材料，其比磨损率从纯 PA6 的 0.055mm³/(N・m) 降至 0.039mm³/(N・m)，降幅 29.1%，且在高载荷 200N 的条件下磨损表面仍保持平整。此外，BF 还使 PA6 的结晶温度从 176.5℃升至 187.2℃，延缓高温软化导致的磨损加剧。

CF作为另一种常见的填料，也在PA6的增强中表现出优异的性能。

研究成果：

当 CF 质量分数为 20%，在载荷 20N 的干滑动摩擦试验中，其摩擦系数降至 0.22，较 PA6 的 0.52 降低 57.7%；磨损率从纯 PA6 的 5.3×10⁻³mm³/(N・m) 下降至 1.8×10⁻³mm³/(N・m)，降幅达 66%。进一步增加 CF 的质量分数至 25% 时，复合材料在 40N 高载荷下的摩擦系数和磨损率分别为 0.19 和 0.9×10⁻³mm³/(N・m)，较纯 PA6 分别降低 63.5% 和 83%。

连续碳纤维(CCF)增强PA6复合材料的研究也取得了显著进展。

研究成果：

相较于纯 PA6，CCF/PA6 复合材料的比磨损率显著降低，垂直方向下最高为 12.56×10⁻⁶mm³/(N・m)，平行和反平行方向下则低至 2.31×10⁻⁶mm³/(N・m) 和 2.45×10⁻⁶mm³/(N・m)。通过压缩模塑后处理，垂直方向磨损率进一步降至 6.73×10⁻⁶mm³/(N・m)，较未处理样品降幅达 46.4%。

GF作为另一种常见的填料，也在PA6的增强中表现出优异的性能。

研究成果：

1.引入 GF 作为增强填料，当 GF 体积分数为 25% 时，在 50N 负载和 800r/min 条件下，其磨损率显著降低至 8.484×10⁻³mm³/(N・m)，较纯 PA6 降低 60.5%，摩擦系数稳定在 0.727，降幅达 16.5%。

2.将电子级玻璃纤维（EG）引入相关基体中，当 EG 的质量分数为 15% 时，复合材料在 50N 负载和 8m/s 滑动速度下的磨损量从纯 PA6 复合材料的 0.093g 降至 0.0648g，磨损率降低约 30%；在 8m/s 高速摩擦条件下，特定磨损率从原 PA6 复合材料的 26.71×10⁻³mm³/(N・m) 降至 18.44×10⁻³mm³/(N・m)。

其它研究：

1.填充质量分数 2% 的硼酸酐（B₂O₃）微粒，复合材料在 1000 次摩擦测试循环中磨损率降低了 14.29%；但质量分数 4% 及以上的填充量会导致性能下降。

2.引入不同质量分数的六方氮化硼（h-BN）微粒，含质量分数 2% 和 4% h-BN 填料的复合材料表现出更低的摩擦系数和磨损率，在不同条件下，摩擦系数降低了 10%~15%，磨损率降低了 8%~10%。

3.随着碳化硅（SiC）含量增加，复合材料的摩擦系数和磨损率均呈现先降低后上升的趋势。当 SiC 质量分数增加至 20% 时，复合材料在 30N 载荷下的摩擦系数降至 0.31，较 PA6 的 0.42 降低了 26.2%；磨损率降幅达 20.5%。

4.将二硫化钼（MoS₂）作为固体润滑填料引入相关基体中，随着 MoS₂质量分数的增加，复合材料的摩擦系数与磨损率显著降低。添加质量分数 3% MoS₂的复合材料的摩擦系数从 0.92 降至 0.75，降低了 18.48%，磨损率从 1.0489×10⁻⁸g/(N・m) 降至 0.4145×10⁻⁸g/(N・m)，降低了 60.48%。

5.引入聚丙烯腈纤维，复合材料的摩擦系数降低了 44%，磨损质量减少了 64.8%。

6.加入质量分数为 1% 的热致液晶（LC2），PA6 / 钢接触界面的磨损量显著降低，其摩擦系数在 25℃和 80℃下分别下降了 20% 和 30%。

7.GF 与 MoS₂协同作用，当 GF 体积分数为 33% 时，PA6 复合材料的耐磨性达到最优，其特定磨损率相较于 25% 和 50% 纤维含量的样品分别降低了 30.59% 和 44.07%。进一步添加体积分数为 5% 的 MoS₂润滑剂后，复合材料的磨损率进一步降低 18.84%，同时表面粗糙度显著改善，降低了 24.8%。

填料增强改性在改善PA6的耐磨性方面展现了广泛的应用潜力。不同类型的填料通过各自特有的作用机制，如增强界面结合、润滑作用或协同效应，能够显著提升PA6的摩擦学性能和力学性能。

然而，填料的类型、含量及其分散性仍是影响复合材料最终性能的关键因素。因此，未来的研究应着重于优化填料的种类和添加量，探索更高效、环保的填料及其与PA6的复合方式，从而为PA6在更多工程中的应用提供技术支持。

你是否会为工作中生产线的工艺粗糙、工厂的效益失衡、企业研发创新缓慢的发展困局而头痛？

2025CIM共混智造将聚焦改性一线，拒绝空谈，分享可落地的答案：

工艺论坛：分享材料+性能的工艺秘钥；

工厂论坛：揭秘工厂运营与降本增效路径；

研发论坛：拆解高质化、高值化的技术路线图。

我们将直击高质生产、降本增效、高值创新的核心命题，推动共混产业从“经验驱动”向“数据驱动+技术驱动”跃迁。