尼龙66增强增韧改性.ppt

尼龙 66 增强增韧改性?摘要:针对玻璃纤维增强聚酰胺材料韧性差的问题,对聚酰胺/玻璃纤维复合体系的增韧进行了研究,考察了玻璃纤维、改性聚合物对共混材料力学性能的影响。对 PA/ 聚烯烃、 PA/ 聚烯烃弹性体、不同类型 PA 合金等几类增韧体系进行了详细介绍。其中聚烯烃应用范围广泛。采用聚烯烃增韧与玻璃纤维共混,在保持复合材料拉伸强度和模量的同时,较大地提高了冲击强度,获得了综合力学性能优异的纤维增强聚酰胺材料。?关键词:聚酰胺玻璃纤维增强增韧共混改性?一引言? 聚酰胺(俗称尼龙)具有优异的力学性能、电性能、耐化学药品性、自润滑性,良好的成型加工性能。历年来产量居五大工程塑料之首,在代替传统的金属结构材料方面一直稳定增长。如汽车部件、机械部件、电子电器等领域得到广泛应用。但聚酰胺工程塑料耐热性和耐酸性较差,在干态和低温下冲击强度偏低;吸水率,成型收缩率较大,影响制品尺寸稳定性和电性能。为适用聚酰胺在不同领域的发展,这就要求聚酰胺具有更高的机械强度,耐热性能。机械部件,铁路机车用聚酰胺均对 PA 的力学性能,尺寸稳定性提出了很高的要求。因此,对尼龙的改性始在必然,采用嵌段、接枝、共混、填充等改性技术和工艺得到关注和发展,使其向多功能发展。? 采用无机填料填充改性可以提高一些性能和降低成本。但研究表明,在 PA66 中加入刚性粒子时,通常在提高材料刚性的同时,降低了材料的韧性,填充量越高,其作用越显著;在另外一些场合采用弹性体增韧 PA66 ,使材料提高了韧性, 改善了低温冲击性能,但又使材料的刚性下降。为了平衡冲击性能和刚性,提高材料的综合性能和降低成本,可采用 PA66- 弹性体-刚性体三元共混复合的办法。以获得增强增韧 PA66 工程塑料, 使其扩大在某些领域的应用范围。?二综述? 中国某研究所研制的超韧 PA66 ( SL-008 ),以尼龙 66 树脂为基体,利用多组分弹性体增韧剂的协同作用,通过共混接枝改性,从而获得极佳的增韧效果, 再加入玻璃纤维增强,使其综合性能得以提高, SL-008 的弯曲强度大于或等于 19kj/m2 ,热变形温度大于或等于 243 ℃[1] , 辽阳石油化纤公司采用填充部分玻璃纤维( GF ),共混部分低密度聚乙烯( LDPE ),聚丙稀( PP )及其马来酸酐接枝物( -g-MAH )等合金技术,成功研制出了高强度,高韧性,加工性能好,成本低的增韧的改性 PA66 工程塑料[2] 。? 单纯尼龙 66 的增强改性,能够使其很多性能得到提高,特别是力学性能的提高。采用玻璃纤维增强 PA66 是目前研究以相当成熟的增强方法,也是增强效果中较佳的方法。如纯的尼龙 66 的强度一般为 60 ~ 90MPa ,通过玻璃纤维增强后,其强度可提高好几倍,可与金属材料媲美。? Lumini 等人[3] 研究了短玻璃纤维增强 PA66 复合材料中纤维取向与断裂韧性之间的关系,在一定范围内,断裂韧性与纤维的取向成线性关系,在不同的范围内斜率不同,他们进而在微观结构层面用不同的断裂机理来解释不同这一结果。化工部晨光化工研究院研制了桑塔纳轿车硬度玻璃纤维增强 PA66 塑料,与普通玻璃纤维增强尼龙 66 相比,具有较高的硬度,其他物理性能相当,开发该类材料的关键是在 PA66 结晶过程中添加成核剂,并通过改变挤出机螺杆捏合块的组合,改善玻璃纤维的分散性和成核剂的分散均匀性[4] 。本文将探讨玻璃纤维含量、长度及种类对尼龙 66 力学性能的影响。?聚酰胺在低温及干态条件下存在吸水率大, 缺口冲击强度低的缺点。针对这些缺点, 增韧改性的研究较多,根据增韧种类的不同形成了一系列的增韧理论,如弹性体增韧机理,有机刚性粒子增韧机理,无机刚性粒子增韧机理。这些理论为尼龙的增韧改性带来了理论依据,为以后的增韧研究拓宽了路径。应用与尼龙的增韧剂较多如 PA/ 聚烯烃, PA/ 弹性体。一般来? 说弹性体的增韧效果较好,如 PA/EPDM , PA/POE , PA/EVA , 采用的弹性体的增韧的效果较好能够较大的提高尼龙的韧性,如尼龙基体中加入 5~ 20 份的 EPDM 其缺口冲击强度可以提高 4~6倍,但在增韧的同时,对尼龙 66 的刚性影响较大。而采用有机刚性粒子增韧, 如聚烯烃类 PE 、 PP ,在较高的提高尼龙 66 韧性的同时,对尼龙 66 的刚性影响也相对较小,因此作为增强增韧体系的增韧剂,选用聚烯烃增韧较合理,在较大的提高增强增韧材料韧性的同时,保持了一定高度的刚性。文中将着重探讨聚烯烃及弹性体对改性尼龙 66 力学性能的影响。? 由此可见,增强增韧改性尼龙 66 的性能和值得关注,在增强的同时如何提高材料韧性,在增韧的同时如何保持材料的刚性是需要解决和拓展的问题。三方案设计? 本文着重考察了