超声振动对玻璃纤维增强聚酰胺6注塑制件力学性能的影响

为提高纤维增强复合材料的力学性能,对玻璃纤维增强聚酰胺6(PA6/GF)复合材料进行了矩形平板制件超声辅助注射成型实验。通过对制件进行X射线衍射测试、扫描电子显微镜观测、傅里叶红外光谱分析以及拉伸性能测试,研究了超声施加时间和超声功率对制件的结晶度、玻璃纤维的取向程度、玻璃纤维与基体的结合强度以及制件力学性能的影响;并研究了经过超声振动的制件在吸水后其内部结晶度及力学性能的变化。结果表明,施加400 W超声振动,可以明显提高制件的结晶度;施加560 W超声时,玻璃纤维的取向形态得到改善,纤维与基体的结合强度有所提高,充填阶段施加超声所得制件的拉伸强度与弯曲强度比无超声振动的情形分别提高了11.9%与10.1%;但是如果继续增加超声功率,将会使制件的力学性能开始变差。制件吸水后,结晶度和力学性能下降,对制件的成型引入超声振动则能减小这种下降的幅度。

尼龙6/埃洛石纳米管纳米复合材料的制备与性能

通过熔融共混制备了尼龙-6(PA6)/埃洛石纳米管(HNTs)纳米复合材料。研究了HNTs含量对PA6/HNTs纳米复合材料微观形态、力学性能、结晶行为的影响。结果表明,在熔融共混条件下,HNTs不经过任何表面处理即可以纳米尺度均匀地分散于PA6基体中。随着HNTs含量的增加,纳米复合材料的弯曲强度和弯曲模量显著提高。DSC结果显示HNTs的存在起到了成核剂的作用,提高了PA6的结晶温度。HNTs份数少时能提高PA6/HNTs纳米复合材料的结晶度,份数多时会使其结晶度下降和生成不稳定的晶体。

微胶囊化次磷酸铝阻燃玻璃纤维增强PA 6

采用X射线光电子能谱仪及透射电子显微镜表征了自制微胶囊化次磷酸铝(T-AlHP)的包覆状况,并将其与三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)复配阻燃玻璃纤维增强聚酰胺6(GFPA 6)。结果表明:T-AlHP表面包覆了一层囊壁材料;w(T-AlHP)为20%时,阻燃GFPA6复合材料的阻燃性能达到UL 94 V-0级,与纯GFPA 6相比,复合材料的最大质量损失速率下降6.64%/min;w(MCA)和w(T-AlHP)均为10%时,复合材料的拉伸强度、断裂拉伸应变及悬臂梁缺口冲击强度分别为126.35 MPa,3.95%,8.82 kJ/m2。

共聚PA6/66在PA66/GF复合材料中的应用

以共聚尼龙(PA)6/66和POE-g-MAH作为增韧剂,采用熔融共混法对PA66/玻璃纤维(GF)复合材料进行增韧改性,考察两种增韧剂用量对其结晶行为、力学性能、热变形温度(HDT)和熔体流动速率(MFR)的影响。结果表明,高用量的POE-g-MAH对复合材料中PA66的结晶有一定阻碍作用,而共聚PA6/66对PA66的结晶性能影响较小;随着共聚PA6/66和POE-g-MAH用量的提高,PA66/GF复合材料的冲击强度明显提高,拉伸强度、弯曲强度和HDT则逐渐下降;与POE-g-MAH相比,共聚PA6/66对拉伸及弯曲强度和HDT的不利影响较小,且略微提高了复合材料的MFR,而POE-g-MAH大幅降低了复合材料的MFR。当两种增韧剂的质量分数均为12%时,共聚PA6/66和POE-g-MAH增韧的复合材料的无缺口冲击强度和缺口冲击强度基本相当,但前者在拉伸强度、弯曲强度、HDT和MFR方面均有更明显的优势。

热氧老化对长玻璃纤维增强聚酰胺6复合材料的影响

研究了160℃条件下不同热氧老化时间对未添加抗氧剂和添加抗氧剂的长玻璃纤维(LGF)增强聚酰胺(PA)6(PA 6/LGF)复合材料力学性能、热稳定性、结晶度及表面形貌的影响,并采用热重分析,差示扫描量热法分析和扫描电子显微镜观察对PA 6/LGF复合材料进行了表征。结果表明:PA 6基体分子链的断裂、降解以及LGF与PA 6基体的脱黏导致了PA 6/LGF复合材料宏观力学性能、熔融温度、结晶温度、结晶度以及热稳定性的下降。添加抗氧剂的PA 6/LGF复合材料拉伸强度保持率为83.9%,而未添加抗氧剂的复合材料则为76.8%。添加抗氧剂能使PA 6/LGF复合材料具有相对优异的力学性能保持率。

高流动性聚酰胺6、聚碳酸酯复合材料

通过熔融共混的方法制备出一类含有玻璃纤维 (GF)或玻璃微珠 (GB)和热致液晶聚合物 (TLCP)的聚酰胺 6(PA6)、聚碳酸酯 (PC)增强 /填充塑料。毛细管流变测试表明 ,TLCP作为一种加工助剂 ,少量加入即可有效降低基体树脂 (PA6、PC)的熔体表观黏度。而对于含有短纤维或刚性颗粒填料的三元混杂复合材料 ,在 5 %～ 5 5 % (质量含量 ,下同 )较宽的填料含量范围内 ,三元混杂复合材料的熔体表观黏度在一定的剪切速率范围内低于或接近于任一纯树脂或任一二元共混物的熔体表观黏度 ,说明这类增强 /填充塑料具有优异的加工流动性。

热氧老化对阻燃型长玻纤增强尼龙6静动态力学及降解动力学的影响

研究了160℃不同热氧老化时间对阻燃型长玻纤增强尼龙6(FR/PA6/LGF)复合材料的静、动态力学性能及降解行为的影响。热与氧对FR/PA6/LGF复合材料的影响通过差示量热分析、动态力学性能分析、扫描电镜及力学性能表征。结果表明,虽然由动态力学性能分析可知热氧老化使得树脂基体分子链的刚性增加,但最终基体分子链断裂、降解导致老化试样表面出现的凹坑、微裂纹和脱粘在老化进程中占据了主导地位。利用Ozawa法求出了不同老化时间处理后FR/PA6/LGF热氧降解反应的活化能,结果表明热氧老化降低了阻燃材料的热稳定性,影响了其在不同燃烧区的阻燃效率。

改性三聚氰胺氰尿酸盐阻燃玻纤增强PA6的研究

采用改性三聚氰胺氰尿酸盐阻燃玻纤增强尼龙6,考察了阻燃材料的阻燃性能、加工流变性能、力学性能及热变形温度,分析了该阻燃剂的作用机理。

次膦酸类阻燃剂在玻纤增强尼龙6中的应用研究

以自制的苯基次膦酸铝(ALPP)为阻燃剂,采用极限氧指数测试、垂直燃烧测试、力学性能测试、热分析测试等方法,研究了ALPP及其复配阻燃体系对玻纤增强尼龙6(GFPA6)材料的阻燃性能、力学性能等方面的影响。结果表明,ALPP与三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)复配具有良好的阻燃协同效应,而添加硼酸锌(ZB)可以有效地促进阻燃材料成炭。当添加12%ALPP、6%MCA、3%ZB时,可以使30%玻纤增强尼龙6材料达到UL94 V-0级(3.2mm),极限氧指数达到31%,力学性能较好。

一步法合成三聚氰胺多聚磷酸盐及其阻燃玻纤增强PA6的研究

三聚氰胺多聚磷酸盐(MPP)是一种重要的氮磷复合型阻燃剂,目前多采用两步法合成。本研究以三聚氰胺和多聚磷酸为原料,在有机溶剂中经一步反应合成MPP,采用XRD、红外光谱、TGA表征了产物结构;该方法具有工艺简单、耗能低、产品性能优良等优点。MPP(25%)阻燃30%玻璃纤维增强PA6可通过UL94V0级别,氧指数达到32;材料力学性能优异,拉伸强度和简支梁缺口冲击强度分别达104MPa和6.1kJ/m2。

高灼热丝阻燃增强回收PA6的制备

利用双螺杆挤出机制备了玻纤阻燃增强回收聚酰胺6(PA6)系列复合材料,探讨了红磷母粒(P)、氢氧化镁[Mg(OH)2]、三聚氰胺尿酸盐(MCA)、硼酸锌(ZnBO3)、增韧剂乙烯辛烯共聚物接枝马来酸酐(POE-g-MAH)对阻燃增强回收PA6力学性能及灼热丝温度的影响,采用力学测试方法、灼热丝试验仪研究了回收PA6复合材料的力学性能和灼热丝温度。结果表明:在阻燃增强回收PA6体系中,用P、MCA复配效果最好,当质量比为2/1的P/MCA和POE-g-MAH加入量(质量分数)分别为2%和5%时,材料的拉伸强度为123.6 MPa,缺口冲击强度为10 kJ/m2,1.6 mm阻燃等级为V-0,灼热丝温度达到810℃,满足电子电气对材料高灼热丝温度的要求。

真空导入成型阴离子聚合尼龙6及其复合材料中活化剂的作用研究

通过真空导入成型的方法制备阴离子聚合尼龙6(APA-6)纯样及其玻纤复合材料,选用己内酰胺钠盐(C10)作为引发剂,双酰化内酰胺-1,6-己二胺(C20)和2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)作为活化剂,研究了活化剂对制品性能的影响。结果表明,由于活化机理不同,当TDI作为活化剂时,体系在聚合前具有较长的导入时间窗口,聚合过程中产生更多长的支链,从而使制品结晶度下降,但是支链之间缠结反而有利于此体系得到的纯APA6具备较优的力学性能。最后,TDI作为活化剂时,树脂与纤维之间产生更强的界面作用,复合材料力学性能更优。

玻璃纤维增强PA 6/PBT低吸湿共混物的力学性能

以马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物(POE-g-MAH)和乙烯-甲基丙烯酸丁酯-丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物(PTW)为复合相容剂,在平行同向双螺杆挤出机上熔融共混,制备了玻璃纤维增强聚酰胺(PA)6/聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)共混物。考察了复合相容剂对增强共混材料力学性能的影响,并探讨了共混物的吸湿性与力学性能的关系。结果表明:相容剂的复合使用有协同作用;PA 6/PBT共混体系随w(PBT)增加,力学性能下降,w(PBT)增加到32.0%时,拉伸强度、弯曲强度、简支梁缺口冲击强度分别下降25.2%,15.8%,45.3%;并且随w(PBT)增加,共混体系对吸湿的敏感性降低。

连续碳纤维增强聚酰胺6复合材料的研究

以拉挤熔融浸渍制备连续碳纤维增强聚酰胺6（CFRPA6）复合材料，通过改变碳纤维（CF）的长度和含量考察材料的各项性能。结果表明，复合材料中CF长度由2～4mm（短CF）增加到8～10mm（长CF），拉伸强度、弯曲强度和硬度最大增幅分别为25．7％、31．7％和3．1％；当CF含量为15％时，长CF增强PA6复合材料的冲击强度比短CF增强PA6提高了16．3％；与短CF增强PA6相比，在长CF含量为3％时，长CF增强PA6的吸水率降幅最大，为15．7％；但CF的长度对CFRPA6复合材料的线膨胀系数影响不大。随着CF的含量增加，除冲击强度外，其他性能均有改善。在CF含量为15％时，短CF增强PA6和长CF增强PA6的拉仲强度比纯PA6分别提高了101．7％和141．9％；弯曲强度比纯PA6分别提高了152．6％和196．2％；硬度比纯PA6分别提高了8．7％和12．1％。冲击强度比纯PA6分别下降了47．7％和39．2％。15％短CF和15％长CF增强PA6的吸水率均为1．3％，比纯PA6下降了31．8％。当CF含量为3％时降幅最大，短CF和长CF增强PA6的线膨胀系数分别下降了89．5％和84．2％。

长玻璃纤维增强PP/m-PA6复合材料的制备及性能研究

采用熔融拉挤工艺技术制备了长玻璃纤维增强聚丙烯/低黏度聚酰胺6[LFT-(PP/m-PA6)]粒料,并研究了材料的界面相互作用情况、力学性能和流变性能。结果表明,m-PA6改善了PP树脂与玻璃纤维之间的润湿性和浸渍性,提高了界面黏结强度,与长玻璃纤维增强聚丙烯(LFT-PP)相比,LFT-(PP/m-PA6)的拉伸强度和弯曲强度增加、刚性增强、韧性基本不变;当长玻璃纤维含量相同时,以均聚PP为基体的LFT-PP和LFT-(PP/m-PA6)的力学性能高于以共聚PP为基体的LFT-PP和LFT-(PP/m-PA6),特别是缺口冲击强度明显提高;在-30℃时,LFT-PP(F401)的缺口冲击强度为29.3kJ/m2,比常温条件下提高了3.91%,LFT-PP(K712)的缺口冲击强度为24.3kJ/m2,比常温条件下提高了7.53%;m-PA6起到了界面润滑作用,能使LFT-(PP/m-PA6)的流动性能更好。

固体酸协同MPP对GF增强PA6的阻燃性研究

采用热聚合法制备聚磷酸三聚氰胺(MPP)无卤阻燃剂,与固体酸协同阻燃玻纤增强尼龙6材料,实现了玻纤增强尼龙6的无卤阻燃。研究发现:固体酸的引入可增强体系凝聚相阻燃作用,促进材料在燃烧时形成更为连续、致密的炭层。添加质量分数30.00%MPP,质量分数3.00%固体酸可使质量分数30.00%玻纤增强PA6材料达UL94-1.6mm V-0阻燃级别,材料的拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度、冲击强度分别可达84.3MPa,3.8%,128MPa,3.4kJ/m^2,具有良好的综合性能。

PPO/PA6/EPDM/滑石粉共混体系的加工-性能-形态之间关系研究

采用熔融共混法制备了聚苯醚(PPO)/聚酰胺6(PA6)/三元乙丙橡胶(EPDM)三元和PPO/PA6/EPDM/滑石粉四元体系的共混合金,而且在制备四元共混合金时采取先用马来酸酐接枝的三元乙丙橡胶(EPDM-g-MAH)与滑石粉制成母粒,然后再将母粒与PPO、PA6共混的方法,研究了三元和四元共混体系的力学性能、流变性能和相态结构。结果表明:将制备的母粒与PPO和PA6进行共混,当母粒含量在一定范围内时可以实现弹性体和无机刚性粒子对体系的协同增韧作用,且母粒含量在15％时达到最佳,其增韧效果优于相同用量的纯EPDM-g-MAH弹性体增韧体系,同时母粒的加入可以改善共混体系的流动性,对拉伸强度的影响也比较小。

溴代三嗪/Sb_2O_3阻燃长玻纤增强PA6的热氧老化性能

研究了溴代三嗪/Sb_2O_3阻燃长玻纤增强聚酰胺6复合材料在160℃的热氧老化处理下不同热氧老化时间对其力学性能、表面形貌、结晶性能以及热氧降解行为的影响。结果表明,热氧老化后复合材料力学性能、结晶度均出现一定程度的下降,但热稳定性变化不大。扫描电镜结果显示,热氧老化后复合材料表面出现各种缺陷(即微裂纹、凹坑和玻璃纤维脱黏),同时有阻燃剂迁移至复合材料表面,并伴有一定程度的粉化现象。

热氧老化时间对PA6/LGF/BEP复合材料性能的影响

探究了160℃温度下不同热氧老化时间对溴化环氧树脂(BEP)阻燃长玻纤增强尼龙6(PA6/LGF/BEP)复合材料性能的影响。通过热重分析(TGA)、氧指数(LOI)及锥形量热仪测试,分析了不同热氧老化时间下PA6/LGF/BEP复合材料的热稳定性、阻燃性能、燃烧性能。结果表明:热氧老化时间的延长对PA6/LGF/BEP复合材料的热稳定性影响不大,但热氧老化时间的延长使复合材料的氧指数由25%降低到23.2%,最大热释放速率由138 kW/m^2增加到316 kW/m^2,火势增长指数由1.31 kW/(m^2·s)增加到3.01 kW/(m^2·s),这表明随着热氧老化时间的延长,该复合材料的阻燃性能下降,火灾安全性逐渐降低。

废弃印刷电路板非金属粉增强尼龙6复合材料的性能研究

以废弃印刷电路板(WPCB)非金属粉为增强材料,采用熔融共混的方法,通过双螺杆挤出机制备了尼龙6(PA6)/WPCB复合材料,研究了直接利用回收的WPCB(WPCB-1)和经筛选后的40目WPCB(WPCB-2)对复合材料力学性能的影响,并利用扫描电镜观察了缺口冲击断面的形貌。结果表明:PA6/WPCB-2复合材料的性能高于PA6/WPCB-1复合材料,当采用40目WPCB非金属粉时,硅烷偶联剂(KH560)的使用可以很好地提高WPCB非金属粉和尼龙6基体的相容性,当WPCB非金属粉的质量分数为25%时,复合材料的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量的最大增幅分别为33.36%、21.86%和44%;当WPCB非金属粉的质量分数为15%时,复合材料的冲击强度最大增幅为9.2%。