聚己内酰胺(PA6) 俗称尼龙6，具有优良的机械强度、刚度、硬度、韧性、耐磨性，且具有优异的加工性能，适合于纺丝、注塑、挤出、吹塑等多种加工方式，主要应用于合成纤维和工程塑料领域，如汽车、电子电气部件、机械构件 、薄膜等。

近年来随着我国汽车、电子等行业的快速发展，尼龙6工程塑料的应用越来越广泛。注塑加工是尼龙6的主要加工方式之一，在保证制品性能的前提下，应尽可能缩短成型周期( 即由注射、保压、冷却定型、开模、取出制品到下一个制件生产开始前的一个完整的生产周期) ，同时制品应具有较小的成型收缩率，保证制品尺寸的准确性和稳定性。

为了提高尼龙6的综合性能，经常加入各种各样的改性剂，成核剂是尼龙6的注塑加工过程中常用的改性剂。尼龙6属于半结晶性聚合物，结晶特性对尼龙6的成形性能、力学性能都具有显著影响，在尼龙6注塑加工过程中添加成核剂，可以加快尼龙6的结晶速度，缩短其成型周期。

尼龙6注塑加工过程中采用的成核剂主要有无机矿物微粒( 如滑石粉、二氧化硅) 、金属氧化物( 如氧化镁、氧化铝) 、盐( 如褐煤酸钠、褐煤酸钙、苯膦酸钠、苯膦酸锌) 、低聚物( 如己内酰胺环二聚体) 、高熔点尼龙( 如尼龙46) 等。

目前，对成核剂在尼龙6中的作用研究主要集中在结晶动力学等微观层面，作者选择较为常见的2种有机成核剂和2种无机成核剂分别用于尼龙6的注塑加工，研究了成核剂种类、用量对尼龙6注塑成型效果及其结晶性能和力学性能等实际加工应用的影响，以期对尼龙6产品开发及加工应用提供指导。

成核剂及其添加量对尼龙 6 注塑成型效果的影响

不同成核剂及其添加量时尼龙6的注塑成型时间及成型收缩率见表1。从表1可知：纯尼龙6的注塑成型时间为23 s ，添加成核剂后尼龙6的注塑成型时间明显缩短，为12～ 19 s，且随着成核剂添加量的增大而降低，在成核剂质量分数为0.1%时效果已经非常明显，在成核剂质量分数为0.15%时基本达到最短成型时间，继续增加成核剂用量，效果不明显；

采用有机成核剂N22和DN时注塑成型效果优于无机成核剂滑石粉和白炭黑，且白炭黑在缩短成型时间方面的效果比滑石粉更差；纯尼龙6的注塑成型收缩率为1.3636%，添加成核剂后尼龙6的注塑成型收缩率明显降低，且随着成核剂用量的增加，尼龙6的注塑成型收缩率逐步降低，当成核剂质量分数超过0.15%后，成型收缩率变化不大; 当成核剂用量一定时，添加不同成核剂，尼龙6的注塑成型收缩率的差异不大。

成核剂及其添加量对注塑尼龙 6 结晶性能的影响

根据不同成核剂及其添加量的注塑尼龙6样条的DSC曲线，得到注塑尼龙6的结晶峰温度见表2。从表2可知：在未添加成核剂时，尼龙6的结晶峰温度为167.2 ℃，而添加4种不同的成核剂后，注塑尼龙6的结晶峰温度都显著提高，而且都是在添加成核剂质量分数为0.05%时，各样条的结晶峰温度均大幅提高至188 ～ 189℃ ; 

继续增加成核剂质量分数至0.20% ，各样条的结晶峰温度基本不变，但成核剂为白炭黑时，随着其用量的增加，注塑尼龙6的结晶峰温反而略有降低，可能是由于白炭黑为纳米尺度的粉体，容易团聚，在其用量增加后分散效果降低。

成核剂及其添加量对注塑尼龙 6 力学性能的影响

成核剂及其添加量对注塑尼龙6力学性能的影响见表3。表3可知：未添加成核剂时，尼龙6的拉伸强度为66.3 MPa，断裂伸长率为75.6% ，缺口冲击强度为10.2 kJ/m2 ; 添加成核剂质量分数0.05%～0.20%，注塑尼龙6的拉伸强度明显提高，达73.90～77.63 MPa，而断裂伸长率和缺口冲击强度明显降低，分别为18.79%～29.43% 和6.50～9.83 kJ/m2，这是由于成核剂的存在使得尼龙6结晶度提高，材料的刚性提升，而结晶区的形变能力低于非结晶区，使得材料的延展性和抗冲击性能下降，但这些性能仍处在实际应用可以接受的范围之内。

相比之下，添加有机成核剂N22和DN的注塑尼龙6的缺口冲击强度较高，而添加无机成核剂滑石粉和白炭黑的注塑尼龙6的缺口冲击强度较低，这是因为在尼龙6中有机成核剂的分散效果好，而无机成核剂粉体容易发生团聚，形成粒径较大的聚集体，使得实际的有效晶核数量减少，同时团聚体成为应力集中点，反而对力学性能有不利影响。

综合上述结果，相比无机成核剂，采用有机成核剂时，尼龙6的注塑成型效果、结晶性能和力学性能更好。这是由于有机成核剂与尼龙6大分子链具有更好的亲和性，在熔融共混时在尼龙6中的分散效果更好。

在结晶过程中，有机成核剂更容易通过分子间作用力促使尼龙6分子链以成核剂为核心形成结晶。综合考虑，在尼龙6注塑加工过程中，添加有机成核剂质量分数0.10%～ 0.15%较为合适，可以有效缩短成型时间，降低成型收缩率，同时提高尼龙6的拉伸强度，且断裂伸长率和缺口冲击强度的降幅不大，继续提高成核剂的添加量，效果并不明显。