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    如何改善高玻纖含量PA66復合材料的外觀?
       加入時間:2018/9/12   游覽次數:121   
      

      高玻纖含量(玻纖質量分數不低于50%)改性尼龍(PA)復合材料具有力學性能(尤其是剛性)高、尺寸穩定性優異、長期耐熱性以及耐化學性和耐油性好等特點,可替代某些金屬材料(如鋁合金材料)用于汽車零部件和機械零部件等結構件上。隨著玻纖含量的提高,PA基體的熔體黏度增大,玻纖在基體中不容易均勻分散,導致復合材料的流動性較差且不均勻,在擠出過程中容易發生斷條的現象,同時在產品表面容易引起浮纖。

      廣東圓融新材料有限公司王忠強等提出了一種改善高玻纖含量(玻纖質量分數為55%)PA復合材料外觀的方法。他們從PA家族中找到了兩種功能性樹脂,對高玻纖含量PA復合材料進行了改性。

      兩種功能性樹脂分別是:PA66鹽與己內酰胺的共聚物(PA66/6)和聚己二酰間苯二甲胺(MXD6)。

      PA66/6分子鏈的柔順性和流動性較好,可以有效提高GF在基體樹脂中的分散程度。

      MXD6含有空間位阻較大的苯環結構,其結晶速率較慢,可以延緩PA66結晶,有利于GF在樹脂中的分散。

      此外,還有含羧基超支化聚合物,起到一種類似于表面活性劑的作用,用量超過0.4份時將對復合材料力學性能產生較大的負面影響,故用量固定為0.2份。

      PA66/6 PK MXD6

      (1)力學性能

      兩種功能性樹脂用量均為10份,加入到55%玻纖增強PA66復合材料后的力學性能如下表所示。

     

      加入PA66/6的復合材料拉伸強度和缺口沖擊強度高于加入MXD6的復合材料;加入MXD6的復合材料彎曲強度及模量高于加入PA66/6的復合材料,但未提高復合材料的缺口沖擊強度。

      在力學性能方面,兩種功能性樹脂2∶2平。

      (2)流動性和光澤度

      兩種功能性樹脂用量均為10份,加入到55%玻纖增強PA66復合材料后的熔體流動速率和光澤度如下表所示。

      加入PA66/6的復合材料熔體流動速率和光澤度提升明顯,提升幅度高于加入MXD6的復合材料。

      在流動性和外觀方面,PA66/6完勝。

      (3)原因分析

      PA66/6鏈段柔順性較好,能吸收更多的能量,且熔體流動性和分子鏈段的運動能力都較優,同時與PA66同屬于脂肪族PA,相容性相對較好,因此在拉伸強度、沖擊強度、流動性和光澤度方面更具有優勢。

      MXD6含有剛性苯環,樹脂剛性較大,故在彎曲強度和模量方面更有優勢。

      PA66/6 復配 MXD6

      由上述PK過程可以看出,PA66/6在四個方面(拉伸強度、沖擊強度、流動性、光澤度)勝出,但復合材料力學性能提升幅度均較小;而MXD6在復合材料彎曲性能方面提升比較顯著。為此,保持功能性樹脂總用量10份不變,將兩者等比例(5∶5)復配(用P1+M1表示),獲得的效果如下表所示。

      可以看出,兩者等比例(5∶5)復配的效果并不突出。

      為增強復配效果,分別將PA66/6和MXD6的用量提高,但考慮到MXD6的價格為PA66/6的近2倍,故將兩者按質量比10∶8復配(用P10+M8表示),獲得的效果如下表所示。

      可以看出,兩者按質量比10∶8復配后,各項力學性能提升非常明顯,光澤度達到62%,與加入MXD6的復合材料相差無幾,而熔體流動速率為38.1 g/10 min,也能夠滿足復合材料的加工要求。

     
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