高增强PA66的研究和应用开发

介绍了国内外高纤维增强PA66复合材料的研究现状和应用情况。

PA66/GF增强复合材料的应用改性研究进展

对近几年来聚酰胺66/玻璃纤维(PA66/GF)增强复合材料的阻燃改性、耐磨改性、界面改性、吸水性改性、力学性能改性、加工工艺改性等方面的研究情况进行了综述,并对目前PA66/GF增强复合材料的发展方向进行了展望。

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。

聚酰胺66改性玻璃纤维增强聚苯硫醚体系的摩擦学性能研究

研究了聚酰胺66(PA66)改性玻璃纤维(GF)增强聚苯硫醚(PPS)(PPS/PA66/GF)复合体系的摩擦因数、磨损体积、磨损后表面的微观形貌及损耗因子峰值、储能模量对摩擦因数的影响。结果表明,PA66的加入显著改善了复合材料的摩擦学性能,当PA66含量为40%(质量分数,下同)时,磨损最小,为5.24 mm^3,相对于 PPS+30%GF(13.60 mm^3)下降了61%;扫描电镜分析磨损表面表明,随着 PA66含量的增加,磨损机理由磨粒磨损转为粘着磨损;复合材料损耗因子峰值越大,摩擦因数越小;初始储能模量越大,摩擦因数越小。

纤维增强PA66注塑熔接线拉伸性能的研究

通过对相同工艺条件下PA66(Zytel 70G3 3L)熔体绕过不同障碍物数值和实验研究 ,发现决定熔接线强度的主要因素是两股熔体相遇时的熔接角 ,熔接线强度会随着熔接角的增大而加强。而通过对不同成型温度条件下熔接线试样的拉伸实验研究 ,发现随着熔体温度的升高 ,有或无熔接线的试样拉伸强度都会随着温度的升高而升高 ,但变化的程度不同。

PP/PA66原位复合材料的成纤性与力学性能

用挤出 -拉伸 -注塑法制备了PP/PA66原位复合材料 ,研究了拉伸比 (λ)和增容剂用量 (Cg)对PA66成纤性和材料力学性能的影响。结果表明 :增大λ有利于成纤 ,能明显提高材料的冲击强度 (αk) ,拉伸强度 (σt)也有增益 ;增加Cg 不利于成纤 ,导致αk 下降 ,但能改善界面粘结而使σt 明显提高 ;材料σt 和αk 分别主要受界面结构和纤维形态控制 ,决定了它们随λ和Cg

高流动性PA6在GF增强PA66体系中的应用

以尼龙(PA)66和高流动性PA6为基体树脂,采用熔融共混方法制备了PA66/高流动性PA6/GF复合材料,考察了高流动性PA6用量对复合材料的结晶熔融行为、热变形温度(HDT)、熔体流动速率(MFR)、表面性能和力学性能的影响。结果表明,在GF质量分数为40%的情况下,当高流动性PA6用量不高于基体树脂总质量的20%时,复合材料表现出PA66的结晶熔融行为特征,HDT随高流动性PA6用量的增加略有下降;随高流动性PA6用量增加,复合材料的MFR显著提升;当高流动性PA6用量达到基体树脂总质量的20%时,复合材料制品表面浮纤问题得到解决,此时复合材料的拉伸和弯曲强度与未加高流动性PA6时相当,简支梁和悬臂梁缺口冲击强度则分别提高了17.6%和16.4%,MFR为18.3 g/10 min,较未加高流动性PA6时提升1倍,具有最佳的综合性能。

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。

HDPE/PA66原位复合材料的结构与性能

用挤出-拉伸-注塑法制得了增强HDPE/PA66原位成纤复合材料,以不拉伸的普通共混材料作对照,研究了PA66质量含量(cm)对PA66成纤性和材料拉伸强度(σt)及模量(E)的影响及其作用机制。结果表明,当cm由0增至25%时,原位形成的PA66纤维数量增多,纤维横向尺寸及其分散性在cm=15%前减小在其后增大;材料的σt、E在cm=15%时分别比纯HDPE提高45%和60%。熔体拉伸时分散相液滴的聚结-形变成纤是PA66纤维形态随cm变化的关键因素,分散相对基体增强效应与两相界面缺陷效应综合作用,分散相对基体增刚效应受分散相形态控制,分别是决定材料的σt-cm、E-cm关系的支配因素。

增韧剂对长纤维增强PA66复合材料性能的影响

采用熔融浸渍法制备了长玻璃纤维增强PA66复合材料,通过对树脂熔体黏度、预浸料浸渍程度和纤维断裂率、材料力学性能进行测试及扫描电子显微镜(SEM)观察,分别研究了不同含量的增韧剂乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐(POE-g-MAH)和乙烯-辛烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯(POE-g-GMA)对复合材料性能的影响。实验结果表明:随着含量的提高,两种增韧剂均能够使长玻璃纤维增强PA66复合材料的冲击强度增大,树脂与纤维界面的结合程度提升,其中POE-g-GMA的增韧及界面改善效果更为明显,可有效提升复合材料的力学性能。

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。

PE-HD/PA66原位复合材料的制备、形态与性能

用挤出 -拉伸 -注塑法制备了不含和含马来酸酐接枝聚乙烯 (PE MAH)的PE HD/PA66原位复合 (ISC)材料 ,以不拉伸的普通共混材料作对照 ,研究了PA66质量份数 ( fw)和引入PE MAH (用量为 0 .2 fw)对材料相形态、拉伸强度 (σt)及模量 (E)的影响及其作用机理 ,证明这种ISC材料能取得可观的增强效果 :fw=15 %条件下 ,不增容和增容材料的σt分别比纯PE HD提高 45 %和 5 0 % ,E提高 40 %和 2 5 % ,而相应增容普通共混材料的σt 和E仅比纯PE HD提高不到 2 0 %和 3 0 %。

玻璃纤维增强尼龙66改性研究进展

阐述了玻璃纤维增强尼龙66在增韧改性、阻燃改性、耐溶剂改性、耐磨改性、界面改性、复合改性和制备工艺改进等方面的研究进展。指出玻璃纤维增强尼龙66目前常用的增韧方法是与弹性体和高韧性聚烯烃共混,而阻燃改性的有效手段是添加微胶囊化红磷和P-N型阻燃剂。

热处理工艺对玻纤增强聚酰胺66抗老化性能的影响

通过宏观力学性能测试和微观表征方法研究了不同热处理工艺对25%短玻璃纤维(GF)增强聚酰胺66(PA66)固定板抗老化性能的影响。将用不同热的处理工艺25%GF/PA66固定板放入恒温恒湿环境中(25℃,相对湿度70%),进行定期取样测试。结果表明,热处理温度对湿热老化时的吸湿增重率有明显的影响。20℃水煮温度处理比100℃在降低固定板吸水率、强度保持率及硬度保持率方面均具有更好的效果;“靠模”的加入使得吸湿增重率有轻微下降,总体上有利于拉伸强度和弯曲强度的保持率。但“靠模”的加入使得硬度的数值和保持率均有轻微下降。通过扫描电镜观察弯曲断裂面可以证明,4种热处理工艺下,试样在湿热老化后,玻璃纤维与PA66基体保持了良好的界面黏结强度。因此,实验结果证明“靠模”+常温水煮对25%GF/PA66固定板的吸湿增重率、拉伸强度、弯曲强度和硬度具有良好的保持效果,可有效提高GF/PA66注塑制品的抗老化性能,这为玻纤增强PA66材料的抗湿热老化研究提供了借鉴和参考。

纤维复合材料在调水工程长输管道中的应用

调水工程长距离输水管道的材料选择,对工程成本和输水线路的安全有着重要影响。纤维复合材料具有轻质高强、内壁光滑、耐腐蚀性好等特点,正逐步应用在输水管道中。文章分析了影响长距离输水管道材料选择的主要因素,介绍了钢管、球墨铸铁管、混凝土管等传统输水管道的材料特性,阐述了纤维复合材料在输水管道中的应用,重点分析了玻璃钢夹砂管的发展和特点,最后对纤维复合材料输水管道在产品升级、施工技术、安全防护和质量管理四个方面的发展进行了展望。

PPS/PA66/GF复合材料的制备及性能研究

在聚苯硫醚(PPS)树脂基体中引入聚酰胺66(PA66),随着PA66含量增加,PPS/PA66共混物的拉伸强度和弯曲强度逐渐下降,结合PPS/PA66共混物的相形貌分析,提出了通过玻璃纤维(GF)的引入,制备具有互锁结构的PPS/PA66/GF三元体系复合材料,达到同时提高复合材料的强度、刚度及韧性的目的。分别考察了短玻璃纤维(SGF)和中长玻璃纤维(LGF)增强PPS/PA66的综合性能。结果表明,GF的引入显著提高了共混物的力学性能,同时,PPS/PA66/SGF和PPS/PA66/LGF复合材料的扫描电子显微镜和动态力学性能分析都表明共混物内部形成了一个高度互锁的结构。

透明尼龙PA6T/6I在GF增强PA66体系中的应用

采用尼龙66 (PA66)和透明尼龙PA6T/6I为基体树脂,用熔融共混改性的技术方法制备PA66/PA6T/6I/GF复合材料,考察了透明尼龙PA6T/6I含量对复合材料的熔融结晶行为、热变形温度(HDT)、力学性能、表面性能的影响。结果表明,当玻璃纤维含量为30%的情况下,在透明尼龙树脂PA6T/6I用量不高于基体树脂含量的20%时,改性复合材料熔融结晶行为与PA66类似,复合材料制品表面的浮纤问题得到解决,比未添加透明尼龙PA6T/6I的复合材料相等的拉伸强度和弯曲强度分别提高27%和40%,简支梁和悬臂梁缺口冲击强度则分别提高了26%和40%,吸水率提高了30%,具有优异的综合性能和尺寸稳定性。

CS/PA66复合纳米纤维的静电纺丝制备与药物缓释性研究

采用单一溶剂甲酸溶解壳聚糖(CS)和聚酰胺66(PA66),以静电纺丝的方式成功制得不同质量比的CS/PA66复合纳米纤维,通过红外光谱、扫描电镜等对复合纳米纤维的形貌、结构进行表征。结果证明:采用静电纺丝制得不同CS∶PA66质量配合比CS/PA66复合纳米纤维,纤维直径为40~100nm,纤维分布均匀,具有很好的连续性,增加黏度和电导率能够减小CS/PA66复合纳米纤维直径,提高复合纳米纤维堆叠密集度。CS∶PA66质量配合比为2∶8,CS/PA66复合纤维载药量为20%,释放50h,药物累计释放率最高达到88%,CS/PA66作为载药体系具有较好的药物缓释效果。

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。

镁离子改性MPP对玻璃纤维增强聚酰胺66的阻燃研究

研究了三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)和镁离子改性三聚氰胺聚磷酸盐(Mg-MPP)分别对玻璃纤维增强聚酰胺66(PA66)的阻燃效果、热降解行为以及力学性能的影响。结果表明,在相同添加量的情况下,添加Mg-MPP比添加MPP有着更高的阻燃效率,氧指数提高了近16%。同时还提高了材料的热稳定性,起始分解温度提高26．5℃,残炭量增加。此外,Mg-MPP阻燃玻璃纤维增强PA66的力学性能明显优于MPP阻燃玻璃纤维增强PA66,其拉伸强度、弯曲强度和悬臂梁缺口冲击强度分别比后者提高了11．8%、6．5%和18．5%。