阻燃玻纤增强尼龙66的研制及其应用

研究红磷阻燃母粒对玻纤增强尼龙66(PA66)阻燃性能的影响。结果表明,当红磷阻燃母粒的用量为14份时,玻纤增强PA66的阻燃等级可达到FV-0级;当红磷阻燃母粒的用量为12份并加入9份增容剂及少量氢氧化铝和氢氧化镁时,玻纤增强PA66具有较优异的综合性能,用该材料制作的空调继电器外壳和底板取得较好的使用效果。

玻纤增强尼龙66人工加速光老化性能的研究

采用扫描电子显微镜、傅里叶变化红外光谱和X射线光电子能谱仪对人工光加速老化过程中玻纤增强尼龙66复合材料的光老化性能进行了初步分析研究,结合材料力学性能变化规律,分析认为光加速老化过程中材料发生了自由基光氧化反应,导致分子链结构中C-C、C-N等化学键的断裂,材料表面出现了龟裂、粉化以及纤维的剥离和脱落等光老化现象,材料内部由于受光照影响较小,并未出现明显的光老化现象。

硼酸锌对氮磷协效阻燃玻纤增强尼龙66性能的影响

为提高三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)和二乙基次膦酸盐(OP)协效阻燃玻纤(GF)增强尼龙66(PA66)的综合性能,引入少量的无机阻燃剂硼酸锌(ZB)作为协效剂,系统研究了不同添加量的ZB对阻燃材料的阻燃性能、热稳定性、力学性能和白度的影响。结果表明,当MPP和OP的总添加量为15%,复配0.5%的ZB时,阻燃GF增强PA66的垂直燃烧阻燃等级达到UL94 V–0级,且热释放总量由MPP/OP体系的15.4 k J/g降为13.7 k J/g;ZB的引入促进了连续、致密炭层的形成,增强了凝聚相阻燃;ZB增强了阻燃材料的热稳定性,ZB复配量为1.0%的阻燃材料的初始降解温度提高到了301℃,有效避免了加工过程中的降解;当ZB添加量为1.0%时,阻燃材料的拉伸强度和缺口冲击强度分别为100.9 MPa和4.22 k J/m^2,均优于未添加阻燃剂的纯GF增强PA66;同时,样品的白度得到了明显提升,有利于阻燃GF增强PA66的工业化应用。

无卤阻燃长玻纤增强尼龙66的制备及性能表征

以二乙基次膦酸铝(ADP)为阻燃剂,三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)和氧化铈(CeO_2)为阻燃协效剂制备了无卤阻燃长玻纤增强尼龙66(LGF/PA66)复合材料。当LGF/PA66/ADP/MPP/CeO_2质量比为30/55/10/3/2时,制备的复合材料垂直燃烧可以达到UL-94 V-0等级。扫描电镜和锥形量热仪分析测试表明:MPP通过气相阻燃可以有效地抑制玻纤的灯芯作用,CeO_2可以催化PA66成炭,使炭层更致密,同时降低了最大热释放速率,具有良好的阻燃协效作用。

高CTI值、无卤阻燃玻纤增强尼龙66的研究及应用

采用红磷母粒及适当的添加剂制备了无卤阻燃玻纤增强尼龙66材料。结果表明,该材料具有较好的阻燃性能、力学性能及电绝缘性能,其相比漏电起痕指数已达到600。此外,该材料还具有对白银、紫铜及黄铜等电极的低腐蚀性。该材料已接近或达到德国BASF公司A3X3G5材料的性能。用该材料制备的接触器、断路器外壳具有良好的阻燃性能及电绝缘性能,产品质量已得到了客户的认可。

玻纤增强尼龙66的固相增黏工艺

研究了盐浴温度和时间对玻纤(GF)增强尼龙66 (PA66)中提取物含量及其熔体流动速率(MFR)、相对黏度、黄变指数和熔融与结晶行为的影响,结果表明,GF增强PA66在高温和高真空条件下可以实现较好的增黏效果。当盐浴温度为190℃、盐浴时间为6h时,对GF增强PA66进行固相增黏,增黏样品中抽提物的含量降低到0.16%,增黏样品的结晶更加完善。在盐浴温度为130～170℃进行增黏,随着盐浴时间的增加,增黏样品的相对黏度和黄变指数提高较缓慢,但是MFR降幅较大;在盐浴温度为190℃进行固相增黏,当盐浴时间为6h时,增黏效果明显,但黄变指数增幅较大,MFR降幅也较大,增黏样品的相对黏度升至3.33,黄变指数达到47.3,MFR为11.1g/(10min)。

挤出循环对玻纤增强PA66复合材料流变性能和力学性能的影响

通过双螺杆挤出机对w=35%玻纤增强尼龙66(PA66/GF35)复合材料进行循环加工,研究了挤出循环次数对PA66/GF35的流变性能、热性能、玻纤长度和力学性能的影响。结果表明:随挤出循环次数的增加,PA66/GF35复合材料的熔体体积流动速率逐渐增加,表观黏度显著下降;多次挤出加工使PA66基体发生热氧降解,特性黏度逐渐减小,熔点、结晶温度、结晶度略有降低;玻纤断裂,玻纤保留长度变短。PA66/GF35复合材料的力学性能随挤出循环次数的增加逐渐下降,经4次挤出循环后其拉伸强度、弯曲模量和冲击强度分别下降了38.41%、21.73%和67.33%。

玻纤增强PA66材料尺寸稳定性影响因素的研究

通过双螺杆挤出机熔融共混制备玻纤增强尼龙66(PA66)材料,研究了环境湿度、吸水率、成核剂对玻纤增强PA66材料尺寸稳定性的影响。结果表明:环境湿度越高、时间越长,玻纤增强PA66材料尺寸变得越大,且在垂直流动方向上的材料尺寸变化大于流动方向上的;环境湿度越低达到相同吸水率的时间越长,吸湿溶胀作用越明显,玻纤增强PA66材料尺寸变化越大;随着成核剂含量增加,玻纤增强PA66材料尺寸稍微变小,成核剂用量为0.50份时达到最小值,再增加其用量材料尺寸基本不变化。

废胶粉、滑石粉改性PA66/GF复合材料的制备与性能

采用硅烷偶联剂KH560表面改性废胶粉(WRP)、环氧树脂E44改性滑石粉(Talc),以尼龙(PA)66/玻璃纤维(GF)复合材料为基体,制备了WRP,Talc及两者协同改性的PA66/GF复合材料,研究了WRP,Talc及两者协同作用对复合材料力学性能、结晶性能和热稳定性能的影响。结果表明,当3份WRP经过1份KH560处理后,其与PA66/GF基体间的界面粘结性明显得到改善,其改性的复合材料弯曲强度和冲击强度最高,分别比PA66/GF基体提高了11.09%和2.05%。当1份Talc经过3份E44处理后,其在基体中具有良好的分散性,改性的复合材料弯曲强度和冲击强度达到最大,分别比基体材料提高了13.89%和8.42%。WRP与Talc均能促进复合材料的结晶,但两者协同作用对复合材料结晶性能没有明显的影响。采用1份KH560处理的3份WRP协同3份E44处理的1份Talc对复合材料进行改性,可使弯曲强度和冲击强度相比基体分别提高16.97%和6.25%,且使复合材料具有良好的热稳定性能,达到了低成本WRP和Talc改性制备高性能橡塑复合材料的目的。

尼龙66及其复合材料的热分解动力学

使用热重分析仪测定尼龙66(PA66)和两种不同玻纤增强尼龙66复合材料(GF/PA)的热分解曲线,用Kissinger法和Crane法研究了PA66和GF/PA的热分解动力学。结果表明:PA66、GF/PA-1和GF/PA-2的热分解反应级数分别为0.949、0.912和0.921,表明均为一阶热分解过程;热分解活化能分别为218.65 kJ/mol、121.81 kJ/mol和132.23 kJ/mol,表明玻纤的加入显著降低了PA66的热分解活化能。在加热速率相同的条件下两种GF/PA达到最大热分解速率的温度都比PA66的低,表明玻纤虽然改善了PA66的性能,但是加快了PA66的热分解过程,说明存在着“灯芯效应”。