關(guān)于尼龍66的改性研究大家來了解一下
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2021-09-02 14:29
關(guān)于尼龍66的改性研究大家來了解一下。
在PA66樹脂中加入纖維增強(qiáng)材料，既能保持PA66樹脂的耐化學(xué)性和加工性能，又能大幅度提高力學(xué)性能和耐熱性，尺寸穩(wěn)定性明顯提高。
由于玻璃纖維(GF)的比強(qiáng)度和楊氏模量比PA66大10-20倍，線膨脹系數(shù)約為PA66的1/20，吸水率接近于零，具有耐熱性和耐化學(xué)性好的特點(diǎn)。增強(qiáng)劑E-玻璃纖維(GF)具有良好的力學(xué)性能，單絲強(qiáng)度可達(dá)3500N/mm2，彈性模量可達(dá)73000N/mm2，適用于工程增強(qiáng)材料。首先對(duì)玻璃纖維表面進(jìn)行硅烷偶聯(lián)劑處理，否則玻璃纖維與尼龍的界面結(jié)合能小，容易從尼龍基體中拔出。偶聯(lián)劑與增強(qiáng)材料和基體樹脂表面的一些基團(tuán)反應(yīng)，形成界面層，用于在它們之間傳遞應(yīng)力，從而增強(qiáng)玻璃纖維和尼龍66之間的結(jié)合強(qiáng)度。研究表明，玻璃纖維含量為30%時(shí)，玻璃纖維增強(qiáng)尼龍66復(fù)合材料的缺口沖擊強(qiáng)度達(dá)到最大。當(dāng)含量為15%時(shí)，缺口沖擊強(qiáng)度達(dá)到最小值。有必要將玻璃纖維含量控制在30%附近，使材料的缺口和非缺口沖擊強(qiáng)度達(dá)到理想值，其拉伸強(qiáng)度也很高。
如果在增強(qiáng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行進(jìn)一步的增韌改性，尼龍66復(fù)合材料的綜合性能將大大提高。如果在PA66/GF中加入一定量的增韌劑POE，可以保證復(fù)合材料具有更好的力學(xué)性能和更高的沖擊韌性。我國(guó)對(duì)GF增強(qiáng)PA66的研究非常活躍，增強(qiáng)PA66中的GF含量逐漸增加。國(guó)外對(duì)高GF含量PA66的研究很多，開發(fā)的高GF含量PA66材料剛性高、吸水率低，熱變形溫度和尺寸穩(wěn)定性也有顯著提高。
國(guó)內(nèi)對(duì)高GF含量PA66材料的研究較少。但也有好的結(jié)果。然而，由于玻璃纖維的纖維厚、脆性大的特點(diǎn)，其增強(qiáng)塑料在加工和使用中存在著不可克服的缺點(diǎn)。表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：(1)玻璃纖維在注塑過程中對(duì)模具澆口和流道磨損嚴(yán)重，大大縮短了模具的使用壽命；注射成型過程中，玻璃纖維流動(dòng)性差，難以在復(fù)雜模具中均勻分布，從而在產(chǎn)品中形成機(jī)械強(qiáng)度較低的纖維貧乏區(qū)域；玻璃纖維增強(qiáng)塑料制成的運(yùn)動(dòng)部件，由于玻璃纖維的脆性，容易產(chǎn)生疲勞開裂：玻璃纖維增強(qiáng)塑料制品表面光潔度差。后三種缺陷對(duì)于玻璃纖維增強(qiáng)尼龍來說尤為突出，因?yàn)樗?jīng)常被用作受力和運(yùn)動(dòng)部件。
除玻璃纖維外，還可選用碳纖維(CF)、鈦酸鉀晶須等增強(qiáng)材料。研究表明，碳纖維對(duì)尼龍66的增強(qiáng)增韌效果明顯優(yōu)于玻璃纖維，即PA66/GF/P OEPA66/CF。
PA66/GF，因?yàn)樘祭w維是比玻璃纖維更堅(jiān)硬的材料。碳纖維與PA66基體復(fù)合后，可以利用碳纖維的高強(qiáng)度來承受應(yīng)力，利用基體的塑性及其與纖維的附著力來傳遞應(yīng)力。鈦酸鉀晶須是一種新型針狀短纖維，是新一代高性能復(fù)合材料增強(qiáng)劑。經(jīng)過改性劑處理的鈦酸鉀晶須與尼龍66復(fù)合后，會(huì)形成彈性界面層。當(dāng)微裂紋從基體擴(kuò)展到晶須表面時(shí)，擴(kuò)展速率會(huì)突然降低，并發(fā)生偏轉(zhuǎn)。這種偏轉(zhuǎn)將增加材料的能量消耗，并阻止微裂紋擴(kuò)展。
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