【正文】 號PA757，臺灣奇美公司產(chǎn)品；SMA粒料：牌號218，上海石化生產(chǎn)；Epoxy resin：牌號E44，中石化巴陵石油化工有限責(zé)任公司產(chǎn)品；長玻纖：牌號988（經(jīng)過偶聯(lián)劑處理），巨石集團(tuán)有限公司產(chǎn)品；使用前，ABS與SMA于80℃真空干燥烘箱中干燥24h，長玻纖在80℃烘箱中干燥4h。 實(shí)驗儀器WG2003型臺式干燥機(jī)，中國重慶試驗設(shè)備廠；TSE40A同向雙螺桿混煉擠出造粒機(jī)，南京瑞亞高聚物制備有限公司；CJ80MZNCⅡ型注塑機(jī)，震德塑料機(jī)械廠有限公司；WDW10C微機(jī)控制電子萬能試驗機(jī)，上海華龍測試儀器公司；ZBC4B液晶式擺錘沖擊試驗機(jī)，深圳市新三思計量技術(shù)有限公司；KYKY2800B掃描電子顯微鏡，北京中科科儀技術(shù)發(fā)展有限責(zé)任公司。GF+偶聯(lián)劑ABS粒料相容劑熔融共混造粒制樣性能測試SEM觀察共混實(shí)驗條件：各區(qū)溫度：一區(qū)二區(qū)三區(qū)四區(qū)五區(qū)六區(qū)七區(qū)八區(qū)模頭185℃190℃195℃200℃205℃210℃215℃220℃215℃轉(zhuǎn)速：240rpm注射成型實(shí)驗條件：各區(qū)溫度：一區(qū) 二區(qū) 三區(qū) 200℃ 210℃ 220℃ 性能測試 沖擊強(qiáng)度測試按照ASTM2007D256標(biāo)準(zhǔn)，將注射的樣條制成長為64177。1mm、寬為10177。、177。在ZHYW型萬能制樣機(jī)上制得V型缺口，；在ZBC4B液晶式擺錘沖擊試驗機(jī)上進(jìn)行缺口沖擊實(shí)驗。 拉伸強(qiáng)度測試按照ASTM2007D637標(biāo)準(zhǔn)，將注射好的啞鈴形樣條在WDW10C型微機(jī)控制電子萬能實(shí)驗機(jī)上進(jìn)行拉伸力學(xué)性能測試，拉伸速度（夾頭移動速度）為50mm/min，拉伸強(qiáng)度單位為MPa。 彎曲強(qiáng)度測試按照ASTM2007D790標(biāo)準(zhǔn)，將注射好的啞鈴形樣條在WDW10C型微機(jī)控制電子萬能實(shí)驗機(jī)上進(jìn)行彎曲力學(xué)性能測試，夾頭移動速度為2mm/min，彎曲撓度為6mm，彎曲強(qiáng)度單位為MPa。 SEM表征樣品經(jīng)真空鍍金后，采用KYKY2800B型掃描電鏡觀察復(fù)合材料的拉伸斷裂形貌。第三章 實(shí)驗結(jié)果與討論ABS是一種具有較好的耐沖擊性，耐化學(xué)性，優(yōu)良的電性能，良好的加工性，以及較高的性能/價格比的熱塑性工程塑料，廣泛應(yīng)用于汽車，電子電器，輕工，建筑等行業(yè)。國內(nèi)外關(guān)于玻纖表面改性進(jìn)行了大量研究 [4041]，常見的是偶聯(lián)劑用于不同纖維的表面處理，也有采用馬來酸酐接枝物提高界面性能的報道。用SMA和Epoxy resin分別作為玻纖增強(qiáng)ABS復(fù)合材料的增容劑已得到廣泛研究[4247]，它們一方面與ABS中的SAN相有良好的相容性，同時與玻璃纖維上的親水基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)，因此SMA和Epoxy resin可作為玻纖增強(qiáng)ABS復(fù)合材料的增容劑，但是目前尚無采用SMA和Epoxy resin共同作為界面增容劑的報道。本文采用SMA和Epoxy resin來以及兩者復(fù)配來作為相容劑，可以與玻纖表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并提高了界面粘接性能，研究了界面相容劑以及玻纖含量對復(fù)合材料的力學(xué)性能的影響。 不同的相容劑種類對GF/ABS復(fù)合材料性能和結(jié)構(gòu)的影響采用不同的增容劑來制備不同ABS復(fù)合材料，復(fù)合材料的的力學(xué)性能如表31所示。從表中可以看出，未處理的ABS復(fù)合材料的力學(xué)性能較差，加入單一 相容劑后，ABS復(fù)合材料的力學(xué)性能明顯提高。說明了相容劑的加入有明顯的增容效果；單獨(dú)加入環(huán)氧樹脂的增容效果比SMA好。同時加入環(huán)氧樹脂和SMA后， MPa， KJ/m2。說明了SMA與環(huán)氧樹脂復(fù)配有明顯的協(xié)同效果。表31 ABS復(fù)合材料的力學(xué)性能CompositesTensile strength/MPaElongation at break/%Impact strength/( KJm2)GF/ABSGF/ABS/SMAGF/ABS/Epoxy resinGF/ABS/Epoxy resin /SMA備注：GF含量為25%硅烷偶聯(lián)劑作為玻纖表面改性已得到廣泛研究[4041]，反應(yīng)如圖32(a)所示。SMA作為玻纖增強(qiáng)ABS復(fù)合材料的增容劑已得到廣泛研究，它一方面與ABS中的SAN相有良好的相容性[48]，同時SMA中的馬來酸酐功能團(tuán)與玻璃纖維上的親水基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)，如圖32(b)所示。 Epoxy resin作為玻纖增強(qiáng)ABS復(fù)合材料的增容劑，一方面與ABS中的SAN相有良好的相容性[49]，同時環(huán)氧基團(tuán)與玻璃纖維上的親水基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)，如圖32(c)所示。用SMA和Epoxy resin同時來作為玻纖增強(qiáng)ABS復(fù)合材料的增容劑，羥基、酸酐、環(huán)氧基團(tuán)通過形成三分子絡(luò)合體進(jìn)行反應(yīng)[11]，如圖32(d)所示。(a)（b）R—烷烴(c)(d)Fig. 32 增容機(jī)理 （a）GF/ABS (b) GF/ABS/epoxy resin (c) GF/ABS/SMA (d) GF/ABS/SMA/epoxy resin (e) GF/ABS/epoxy resin (f) GF/ABS/SMA/epoxy resin 圖33 GF/ABS（25% GF）復(fù)合材料 SEM 照片圖33為ABS復(fù)合材料拉伸斷裂斷面的SEM照片。比較發(fā)現(xiàn)，未處理的ABS復(fù)合材料（圖33（a））斷面上玻璃纖維與基體開裂現(xiàn)象嚴(yán)重，界面分離明顯，存在著大量的玻璃纖維撥脫，基體與撥出玻璃纖維界面都比較光潔，基本沒有黏附樹脂，說明了材料的界面結(jié)合差。復(fù)合材料中使用Epoxy resin后，也出現(xiàn)大量的玻璃纖維撥脫，玻璃纖維表面被一層較薄的物質(zhì)黏附（見放大圖33(e)）。當(dāng)復(fù)合材料中使用SMA后（圖33(b)），仍出現(xiàn)大量的玻璃纖維撥脫，基體與撥出玻璃纖維界面都比較光潔，基本沒有黏附樹脂。而復(fù)合材料中同時使用SMA和Epoxy resin時，玻璃纖維表面被一層厚的物質(zhì)黏附，見示意圖34。這可是是因為：Epoxy resin雖具有很高的反應(yīng)活性，但是由于分子量較小，導(dǎo)致了界面強(qiáng)度不足；SMA的分子量雖然足夠大，但是SMA的反應(yīng)活性比不上Epoxy resin；羥基、酸酐、環(huán)氧基團(tuán)進(jìn)行反應(yīng)，即保證了界面相容劑的分子量，又保證了反應(yīng)活性。 (a)with unmodified ABS as the matrix (b)SMA and Epoxy resin modified ABS as the matrix圖 34 示意圖 玻璃纖維含量對復(fù)合材料性能的影響采用不同的增容劑來制備不同ABS復(fù)合材料，復(fù)合材料的力學(xué)性能如圖35所示。從圖中可以看出，隨玻纖含量的增加，ABS復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度逐漸提高，斷裂伸長率先下降而后基本保持不變，GF/ABS/Epoxy resin復(fù)合材料和GF/ABS/SMA/Epoxy resin復(fù)合材料沖擊強(qiáng)度明顯增加，而GF/ABS復(fù)合材料和GF/ABS/SMA復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度呈下降的趨勢。與未處理的ABS復(fù)合材料相比，相容劑的加入，ABS復(fù)合材料的明顯改善了復(fù)合材料的拉伸、彎曲和沖擊性能。玻纖含量為30%時，GF/ABS/SMA/Epoxy resin復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度比未改性的復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度提高了44%，彎曲強(qiáng)度提高了29%，沖擊強(qiáng)度也提高了100%。圖35 玻纖用量對ABS復(fù)合材料力學(xué)性能的影響第四章 結(jié)論(1) 隨玻纖質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度也隨之增加，斷裂伸長率先下降而后基本保持不變，GF/ABS/Epoxy resin復(fù)合材料和GF/ABS/SMA/Epoxy resin復(fù)合材料沖擊強(qiáng)度也明顯增加，而GF/ABS復(fù)合材料和GF/ABS/SMA復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度下降。玻纖含量為30%時，GF/ABS/SMA/Epoxy resin復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度比未改性的復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度提高了44%，彎曲強(qiáng)度提高了29%，沖擊強(qiáng)度也提高了100%。(2) 單獨(dú)加入SMA或Epoxy resin界面相容劑，與未處理的ABS復(fù)合材料相比，ABS復(fù)合材料的力學(xué)性能明顯改善；同時加入SMA和Epoxy resin界面相容劑，可以與玻纖表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，ABS復(fù)合材料界面粘接性能得到很大的改善，從而顯著提高了玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的力學(xué)性能。參考文獻(xiàn)[1] 楊明山，、：化學(xué)工業(yè)出版社，2006年第一版[2] ，塑料，2001（1）：28[3] ，塑料加工與應(yīng)用，1999（3）：1619[4] ：性能、生產(chǎn)、：中國建材工業(yè)出版社，2004年第一版[5] ，高分子材料科學(xué)與工程，1998,14（7）：114116[6] ，合成樹脂及塑料，2001，18（5）：52[7] ，塑料，1998，27（4）：7[8] ：化學(xué)工業(yè)出版社，1998年第二版[9] ，塑料工業(yè)，2000, 28（1)：1819[10] ，塑料工業(yè)，2000,28（2）：4041[11] ：化學(xué)工業(yè)出版社，2005第一版[12] ：中國輕工業(yè)出版社，2001年6月第一版6973[13] K. 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