尼龍66增強(qiáng)增韌改性研究畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-16 22:04 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 幅提高，這就是玻璃纖維抵抗外力的貢獻(xiàn)。由于尼龍?jiān)诠不爝^(guò)程中，在雙螺桿擠出機(jī)高速剪切作用下，被剪切成一定長(zhǎng)度的纖維，并均勻的分布在尼龍基體樹(shù)脂中，混合擠出過(guò)程中，玻璃纖維會(huì)沿軸向方向產(chǎn)生一定程度的取向，當(dāng)制品受到外力作用時(shí)，從基體傳到玻璃纖維時(shí)，力的方向會(huì)發(fā)生變化，即沿取向方向傳遞，這種傳遞作用在一定程度上起到外力的分散作用，即能量分散作用，這就增強(qiáng)了材料承受外力作用的能力，在宏觀上，顯示出材料的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度等力學(xué)性能的大幅度提高。在玻璃纖維加入的同時(shí)，起填充的同時(shí)，玻璃纖維對(duì)尼龍66起成核劑的作用[5]，因此改性因此改性尼龍66在玻璃纖維作用下的結(jié)晶行為也影響到了共混材料的性能，從結(jié)晶行為來(lái)看，結(jié)晶度的增加對(duì)材料的力學(xué)性能是有利的，利用玻璃纖維對(duì)結(jié)晶性基體樹(shù)脂（PA66）結(jié)晶行為與結(jié)晶形態(tài)的影響，以達(dá)到樹(shù)脂基體增強(qiáng)增韌的目的。因此共混物的沖擊強(qiáng)度在結(jié)晶狀態(tài)下也得以提升。目前市場(chǎng)上作為尼龍類(lèi)增強(qiáng)的玻璃纖維大多選擇了E型無(wú)堿玻璃纖維，這是由于尼龍本身呈弱堿性，與堿性的玻璃纖維很難黏結(jié)好。生產(chǎn)過(guò)程中，影響到GFPA66（玻璃纖維增強(qiáng)尼龍66）性能的主要是玻璃纖維的長(zhǎng)度，其長(zhǎng)度對(duì)制品的力學(xué)性能及表觀質(zhì)量都有較大的影響，～1mm，從理論上講玻璃纖維越長(zhǎng)增強(qiáng)效果越好，但做為短玻璃纖維增強(qiáng)，較長(zhǎng)的GF會(huì)帶來(lái)制品的表面粗糙及翹曲等問(wèn)題，所以控制螺桿結(jié)構(gòu)及轉(zhuǎn)速以求獲得長(zhǎng)度適中的GF是做好GFPA66的關(guān)鍵。尼龍66本身的拉伸性能較低，只有60～80MPa，經(jīng)過(guò)玻璃纖維增強(qiáng)后，其強(qiáng)度能夠得到大大提高。一般來(lái)說(shuō)玻璃纖維含量越高，GFPA66的力學(xué)性能越高，但實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)市場(chǎng)需求來(lái)確定DF的含量。同時(shí)過(guò)高的GF含量對(duì)設(shè)備的磨損嚴(yán)重，且注塑成型加工也較困難，特別是薄壁制品難以充滿模腔。這是由于GF的加入使GFPA66的MFR（溶體流動(dòng)速率）下降，對(duì)形狀復(fù)雜及薄壁制品來(lái)說(shuō)很難成型。圖3～6給出了不同的GF含量對(duì)GFPA66力學(xué)性能及熱變形溫度的影響，由圖3～6可以看出，玻璃纖維的含量在30%以?xún)?nèi)時(shí)，拉伸強(qiáng)度，彎曲強(qiáng)度，沖擊強(qiáng)度及熱變形溫度提升很快，幾乎呈直線上升，但含量在40%～50%時(shí)，力學(xué)性能提升不大，在50%以后性能幾乎沒(méi)有提升，這是由于過(guò)高的玻璃纖維含量涉及到GF的分散性及與尼龍66樹(shù)脂的黏結(jié)效果，過(guò)高的GF含量使GF與尼龍66機(jī)體樹(shù)脂黏結(jié)度降低。因此采用30%的GF增強(qiáng)尼龍66較合理。同時(shí)由于玻璃纖維的加入，使得制品的成型收縮率也得到了很好的改善，GF填充30%時(shí)，%。 偶聯(lián)劑的選擇由于玻璃纖維的熱膨脹系數(shù)很低（105K1），而基體樹(shù)脂的餓熱膨脹系數(shù)相對(duì)較高（10～15105K1），由于組分間熱膨脹系數(shù)的不匹配，在成型加工溫度或固化溫度冷卻時(shí)，樹(shù)脂基體大的收縮量將使填充材料受到擠壓作用，這樣樹(shù)脂基體就與填料（GF）很好的緊貼在一起，因次達(dá)到了一定的黏結(jié)作用。但尼龍66樹(shù)脂與玻璃纖維畢竟屬于不想容體系，為了更好的增加界面的結(jié)合度，需要加入一定量的偶聯(lián)劑，將無(wú)機(jī)材料與高分子材料有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，使共混復(fù)合材料的性能得到改善。適用與尼龍的偶聯(lián)劑較多，最常用的是硅烷類(lèi)偶聯(lián)劑，由于尼龍66樹(shù)脂的熔點(diǎn)相對(duì)較高，常選用硅烷類(lèi)硅烷類(lèi)偶聯(lián)劑KH570。一般來(lái)說(shuō)，用與尼龍的玻璃纖維已經(jīng)過(guò)了表面處理，但加入的偶聯(lián)劑用量偏低，因此在生產(chǎn)時(shí)需要添加一定量的偶聯(lián)劑，以求提高玻璃纖維的增強(qiáng)效果。尼龍66是準(zhǔn)韌性基體，具有高的裂紋引發(fā)能和低的裂紋增長(zhǎng)能，因此具有較高的無(wú)缺口沖擊強(qiáng)度和較低的缺口沖擊強(qiáng)度，因此提高尼龍66的缺口沖擊強(qiáng)度（增韌）是必要地。用與尼龍66的增韌劑有彈性體EPDM，POE，EVA等，有機(jī)剛性粒子有聚烯烴類(lèi)PE，PP等。以彈性體增韌PA66的主要機(jī)理是，以形變中的彈性體本身吸收一定的能量，同時(shí)彈性體微粒在塑料基體中作為應(yīng)力集中的產(chǎn)物，產(chǎn)生應(yīng)力集中效應(yīng)，引發(fā)基體的剪切屈服和銀紋化，吸收了大量的能量，從而實(shí)現(xiàn)了增韌的目的。以聚烯烴增韌PA66，由于聚烯烴PE和PA66之間的拉伸彈性模量和泊松比存在差異較大，在分散相的界面周?chē)禺a(chǎn)生高的靜壓強(qiáng)，在其作用下，作為分散相的PE易發(fā)生屈服產(chǎn)生冷拉伸，引起大的塑性形變，吸收了大量的沖擊強(qiáng)度，達(dá)到增韌的目的?？捎糜赑A66增韌的增韌劑有EPDM，POE，PE，EVA等，但不同的增韌劑對(duì)其共混物的增韌效果及對(duì)剛性的影響不同。由于PA66是強(qiáng)極性高分子與彈性體本身相容性較差，因此常用彈性體接枝馬來(lái)酸酐法來(lái)解決相容性問(wèn)題。圖7給出了不同增韌劑對(duì)PA66干態(tài)下沖擊性能的影響[5]。由表1可以看出，聚烯烴的增韌效果遠(yuǎn)不如彈性體EPDM，POE，對(duì)于單純的增韌PAA66來(lái)說(shuō)，加入少量的彈性體就能達(dá)到增韌的目的，但作為增強(qiáng)增韌材料的增韌劑，除了要考慮到增
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