尼龙66增强增韧改性.pptx

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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
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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。
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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。
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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
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三方案设计
本文着重考察了以尼龙66为基体,玻璃纤维作为增强材料带来的力学性能的提高,同时探讨了不同增韧剂PE,EPDM,POE在增韧的同时对基体力学性能的影响。以寻求在保持玻璃纤维填充尼龙66一定刚性的同时,较大的提高材料的冲击强度,以求获得综合力学性能优异的增强增韧材料。
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双辊炼塑机SK-160B
同向双螺杆挤出机TSE-40A/400-22-36
塑料注射成型机SZ-120
悬臂梁缺口冲击试验机
简支梁无缺口冲击试验机
万能拉力试验机
热变形维卡软化点测定仪
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五结果讨论与分析

玻璃纤维对尼龙的增强已得到广泛应用,其研究也相对成熟,玻璃纤维增强尼龙后,其拉伸强度,弯曲强度等力学性能得到了大幅提高,这就是玻璃纤维抵抗外力的贡献。由于尼龙在共混过程中,在双螺杆挤出机高速剪切作用下,被剪切成一定长度的纤维,并均匀的分布在尼龙基体树脂中,混合挤出过程中,玻璃纤维会沿轴向方向产生一定程度的取向,当制品受到外力作用时,从基体传到玻璃纤维时,力的方向会发生变化,即沿取向方向传递,这种传递作用在一定程度上起到外力的分散作用,即能量分散作用,这就增强了材料承受外力作用的能力,在宏观上,显示出材料的拉伸强度、弯曲强度等力学性能的大幅度提高。
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尼龙66本身的拉伸性能较低,只有60~80MPa,经过玻璃纤维增强后,其强度能够得到大大提高。
一般来说玻璃纤维含量越高,GFPA66的力学性能越高,但实际生产中应根据市场需求来确定DF的含量。同时过高的GF含量对设备的磨损严重,且注塑成型加工也较困难,特别是薄壁制品难以充满模腔。这是由于GF的加入使GFPA66的MFR(溶体流动速率)下降,对形状复杂及薄壁制品来说很难成型。
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