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。     

尼龙6在热氧老化中的性能与结构变化

通过挤出共混法制备了添加不同抗老化助剂的尼龙6(PA6),以改善PA6的耐老化性能。考察了PA6试样暴露在125℃的热空气中一定时间后其黄色指数(YI)、色差(△E)、热稳定性能和力学性能的变化;系统地研究了不同抗氧剂对PA6在这一热氧老化过程中的变色行为和力学性能的影响;以黄色指数值达到55作为失效的指标,对PA6热氧老化试样进行了静态使用寿命的分析与预测;使用红外光谱(FTIR-ATR)分析了PA6试样在热氧老化过程的结构变化。研究结果表明:使用胺类抗氧剂能明显地改善PA6的抗热氧老化变色性能,还能使其保持较高的热稳定性能和力学性能,并大大延长PA6的静态使用寿命;用酚类抗氧剂/亚磷酸酯抗氧剂组成(1:1)的稳定体系能对改善PA6的耐热氧老化性能产生协同效应。     

高含量玻璃纤维增强尼龙复合材料的制备与性能

采用双螺杆挤出机分别制备了质量分数60%玻璃纤维增强尼龙(PA)6 (PA6+60%GF)和质量分数50%玻璃纤维增强PA66 (PA66+50%GF)两种高含量玻璃纤维增强PA复合材料,研究了螺杆组合、尼龙树脂以及助剂对材料力学性能、注塑制品外观、长期耐热氧老化性能和耐乙二醇性能的影响。结果表明,采用厚、薄啮合块及齿形螺纹混合元件的螺杆组合以及减少玻璃纤维停留时间可制得力学性能优异的复合材料。通过金相显微镜观察材料粒子烧蚀后的玻璃纤维形态,发现力学性能优异的材料中玻璃纤维的长度较长(0.3～0.5 mm)且分布较均匀。PA树脂的黏度与种类对材料注塑制品的外观影响十分明显,采用流动性好的树脂材料尤其是具有星型结构的PA6树脂可获得更好的制品外观。除此之外,芳香胺类抗氧剂能显著提升PA6+60%GF的长期耐热氧老化性能,复配耐水解剂(含铜盐与有机胺)与芳香胺类抗氧剂并用能显著提升PA66+50%GF的长期耐热氧老化性能和对乙二醇的抵抗能力。     

抗氧剂对PA6/GF热氧老化性能的影响

选用1098,1076,168,H10,H161和H3373几种抗氧剂,共混挤出制成玻璃纤维(GF)增强尼龙(PA)6(PA6/GF)复合材料。在140℃条件下热氧老化1 000 h,通过拉伸强度、缺口冲击强度、颜色和表面微裂纹测试,讨论不同抗氧剂对复合材料抗热氧老化的作用效果。结果表明,H161,H3373有较好的抗热氧老化效果。比较H10,H161和H3373 3种不同种类的抗氧剂及不同添加量对复合材料抗热氧老化的作用效果。结果表明,对拉伸强度、颜色的作用效果:H3373H161H10;对缺口冲击强度的作用效果:H161H3373H10;不同比例时作用效果差异不大。抗氧剂H161和H3373能有效防止PA6/GF复合材料表面微裂纹的产生,经过140℃,1 000 h热氧老化后,材料色板表面未见微裂纹的产生。     

汽车用PA6/ABS带色合金材料的研究

选用聚酰胺(PA6)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)高胶粉和相容剂,制备了PA6/ABS合金材料。研究了ABS用量对PA6/ABS合金材料加工性能和力学性能的影响。结果表明,ABS含量不同,挤出状态不同;ABS含量越高材料的流动性越差;随着ABS含量的降低,材料的拉伸强度依次升高,悬臂梁冲击强度和热变形温度呈不同的变化规律。选择PA6∶ABS=70∶25配方,对比不同抗氧剂时带色材料经热氧老化后颜色的变化及色粉含量增加后颜色的变化。结果表明,受阻酚类抗氧剂(1010)和硫醚类抗氧剂(DLTP)的复合抗氧体系和抗氧剂H10对抑制PA6/ABS合金材料热氧老化后的颜色黄变有很好的作用;通过添加钛白粉来增加色粉的含量可以明显降低材料经热氧老化后的颜色变化率,1010和DLTP的复合抗氧体系较抗氧剂H161能更好地抑制PA6/ABS合金材料热氧老化后C—N键的断裂和生色基团羰基的产生。研制的灰色PA6/ABS合金材料已应用于汽车儿童座椅配件。     

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比添加加PP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％。     

聚丙烯抗热氧老化评价新方法研究

通过Haake转矩流变仪考察了不同抗氧剂及其添加量对聚丙烯(PP)热氧化分解的影响,筛选出抗氧效果优良的抗氧剂体系,并添加到滑石粉填充PP中,考察在150℃、113次/h换气速率条件下的热氧老化性能.研究发现,抗氧剂含量及接触面积对材料的热氧老化具有显著的影响,且转矩变化的时间与长期热氧老化有一定对应关系.这种测试转矩...     

汽车用增韧尼龙6的热氧老化研究

分别研究了马来酸酐接枝(乙烯/辛烯)共聚物(POE)、铜盐抗氧剂和受阻酚类抗氧剂1010、1098及其与亚磷酸酯类抗氧剂626复配体系对增韧改性尼龙(PA)6材料抗热氧老化性能的影响,研究了不同抗氧剂体系和热老化时间对材料拉伸强度、简支梁缺口冲击强度的影响。结果表明,在增韧PA6材料中添加合适的抗氧剂可以满足材料在160℃条件下热氧老化24 h后力学性能保持率在90%以上的要求,该材料可以应用于汽车燃油管路系统。     

抗氧剂对木塑复合材料老化性能的影响

以再生高密度聚乙烯(PE-HD)为基体、沙柳木粉为填充和增强材料,采用模压法制备了再生PE-HD/沙柳木粉木塑复合材料(WPC),并对其进行了热老化试验。研究了抗氧剂种类及添加量对该WPC力学性能及润湿性能的影响,利用红外光谱分析了该材料的老化机理,并通过扫描电镜观察其表面微观形貌。结果表明:经热老化试验后,WPC的力学性能下降,润湿性能增强。与抗氧剂添加前相比,加入了抗氧剂的WPC试样,其热老化试验后的力学性能下降趋势明显减缓,而润湿性能有所减弱。其中当抗氧剂添加量为0.2%时,WPC的抗老化效果显著。     

Mg(OH)2与包覆红磷协效阻燃PP/PA6复合材料的研究

研究了包覆红磷和Mg(OH)2/包覆红磷复配体系对聚丙烯/尼龙6(PP/PA6)合金性能的影响,分析了不同阻燃体系对PP/PA6合金的阻燃性能和力学性能的影响,选用热塑性弹性体POE-g-MAH对阻燃PP/PA6复合材料进行了增韧改性.结果表明:Mg(OH)2与包覆红磷能协效阻燃PP/PA6复合体系,当包覆红磷添加量为15份.Mg(OH)2为30份时,PP/PA6复合材料的氧指数从19.2%提高到27.5%;POE较好地改善了材料的冲击性能,其添加量为15份时,材料的冲击强度可由3.4 kJ/m2增大至8.6 kJ/m2,并保持良好的阻燃性能.     

长碳纤增强生物基PA56的应用研究

生物基聚酰胺56(PA56)的合成单体戊二胺来源于生物质转化，为部分可再生材料。基于PA56、碳纤(CF)、增韧剂、抗氧剂、润滑剂等，通过熔融浸渍法制备了一系列长碳纤(LCF)增强PA56材料，对材料的力学性能、导电性能、热老化性能进行了系统研究。对比了LCF、短碳纤(SCF)增强PA56材料的拉伸强度、拉伸模量、缺口冲击性能、表面电阻、热老化性能的差异。结果表明：SCF增强材料韧性不足，添加增韧剂后综合性能改善不明显；相同CF含量下，LCF增强体系的力学性能、导电性能、热老化性能均优于SCF增强体系；适量润滑剂的加入提高了样品中CF保留长度，对LCF增强材料的力学性能、长期热老化性能影响不大，仍可以满足长期耐热应用要求。     

铜盐抗氧剂对玻纤增强高温尼龙复合材料性能的影响

采用双螺杆挤出机加工并制备基于聚(对苯二甲酰己二胺/间苯二甲酰己二胺)(PA6T/6I)及聚(对苯二甲酰己二胺/己二酰己二胺)(PA6T/66)的耐老化玻纤增强高温尼龙复合材料,玻璃纤维的质量分数为35%,研究了铜盐抗氧剂对该复合材料的挤出加工、力学及耐老化性能的影响。结果表明,在PA6T/6I体系中,铜盐抗氧剂会导致挤出加工得到海绵发泡状的粒子,而在PA6T/66体系中,铜盐抗氧剂对其加工性能无影响。结合挤出加工参数、相对黏度及毛细管流变曲线,推测在PA6T/6I体系中铜盐抗氧剂使得挤出加工时熔体温度过高而导致体系中高分子发生微交联及降解反应,使粒子呈现海绵发泡状。优化螺杆组合以降低熔体温度是改善添加铜盐抗氧剂的PA6T/6I体系的加工性能的一种有效方法。力学性能及老化数据表明,铜盐抗氧剂引起的海绵状粒子现象对体系的短期力学性能及长期老化性能无明显影响。     

变压器线圈骨架用玻璃纤维增强PA66耐热性能研究

采用双螺杆挤出加工方法,添加不同种类的抗氧剂,包括受阻酚类﹑亚磷酸酯类﹑铜盐类,用于变压器线圈骨架专用料玻璃纤维增强聚己二酰己二胺(PA66)中,经过180℃的热老化试验,通过对比拉伸强度和冲击强度等的变化,发现耐热效果由好到差的顺序依次为铜盐>复合抗氧剂1098+626>不含抗氧剂。没有添加抗氧剂的增强PA66,在180℃高温测试环境中经24 h后,很快热氧化降解,强度失效。添加0.3%铜盐抗氧剂的增强PA66效果最好,180℃高温老化后的拉伸强度和冲击强度的保持率都达到90%,达到国外同类材料的性能,完全可以满足线圈骨架料的耐热要求。     

抗氧剂3114抗氧化老化性能研究

研究了抗氧剂3114在PP树脂中的抗氧化老化性能，并与抗氧剂1010进行了对比。研究结果表明：添加抗氧剂3114的PP树脂具有良好的加工稳定性能和长期热氧稳定性能，并可改善PP树脂机械力学性能。而且其热稳定性能接近于抗氧剂1010，耐侯性能则明显优于抗氧剂1010。     

啮合同向双螺杆挤出机的螺杆构型对玻璃纤维增强PA66/PA6合金力学性能的影响

研究了在加工温度、螺杆转速、喂料速度等加工工艺相同的情况下,不同螺杆构型对玻璃纤维增强PA66/PA6合金产品力学性能的影响。结果表明：合理的螺杆构型可以得到力学性能优良的玻璃纤维增强PA66/PA6合金产品。通过对螺杆构型的调整,玻璃纤维增强PA66/PA6合金产品的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度分别由56MPa、100MPa、64J/m提高至169MPa、238MPa、136J/m。     

增强PA6／PP合金的研究

研究了影响玻璃纤维增强尼龙6(增强PA6)/聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)二元合金和增强PA6/PP/PP-g-MAH三元合金的吸水性、流动性、机械和热性能的诸因素。结果表明,当增强合金中的PP-g-MAH或PP/PP-g-MAH含量为10％～20％(质量含量)时,材料的拉伸强度和弯曲强度、热变形温度(HDT)基本保持增强PA6的水平,其冲击强度、吸水性和流动性得到改善,增强合金的界面化学键数量在3×10~(-9)mol/m~2以上;当PP-g-MAH或PP/PP-g-MAH含量增至30％时,增强合金的干湿态机械性能趋于一致。     

玻纤增强尼龙66的抗高温热氧老化研究

用熔融共混法制备了不同抗氧剂体系改性的玻璃纤维增强尼龙66复合材料,采用热烘箱老化法研究了180℃下老化时间对复合材料高温热氧老化性能影响。结果表明,随着老化时间的延长,未添加抗氧剂的复合材料的拉伸强度和缺口冲击强度保持率显著下降,而添加了1098/168抗氧体系和LS-21抗氧体系的复合材料的相应力学性能保持率明显提高,其中LS-21抗氧体系的效果更佳,对复合材料具有更为优异的初期加工稳定化和长期抗高温热氧老化作用。     

抗老化助剂对尼龙6耐老化性能的影响

通过热氧老化评估了不同抗氧剂对尼龙6(PA6)耐黄变性能的影响,优选一组效果较好的抗氧剂作为基础抗氧剂配方。通过QUV 340 nm加速老化实验,分别评估了添加不同光稳定剂的PA6样品老化后其色差(△E)、黄色指数变化值(△YI)及拉伸强度保留率随时间的变化情况;通过长期热氧老化实验分别评估了样品在不同温度下,其△E、△YI及拉伸强度保留率随时间的变化情况。结果表明:Sunox508/Sunox626抗氧体系中加入光稳定剂会降低抗氧剂效果,其中加入Sunovin 5524/Sunovin 770影响最小。     

玻璃纤维增强PBT材料的热氧老化性能研究

以玻璃纤维增强聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)材料为研究对象,探讨了受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、有机硫类抗氧剂与碳自由基捕捉剂等不同抗氧体系对PBT材料热稳定性、力学性能保持率与抗黄变性等热氧老化性能的影响。结果表明,采用添加碳自由基捕捉剂抗氧体系的PBT材料加工过程中热稳定性与耐黄变性能最好;采用亚磷酸酯类抗氧剂的PBT材料加工过程中耐黄变性能更好;采用有机硫类抗氧剂的PBT材料长期热氧老化过程中力学性能保持率与耐黄变性能最好;受阻酚抗氧剂、有机硫类抗氧剂与碳自由基捕捉剂复配的三元抗氧体系既可保证材料加工过程中热稳定性与耐黄变性能,又可改善材料长期热氧老化过程中力学性能保持率与耐黄变性能。     

热氧老化对马来酸酐接枝聚丙烯的结构与性能的影响

以自制的马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)为研究对象,研究了PP-g-MAH对玻璃纤维增强聚丙烯材料性能的影响以及热氧老化对PP-g-MAH分子结构和性能的影响。结果表明,自制的PP-g-MAH大幅度提高了30%玻纤增强聚丙烯材料的力学性能;随着热氧老化时间的延长,PP-g-MAH的MFR不断增加,对玻璃纤维增强聚丙烯材料的力学性能的提升作用不断降低;通过凝胶色谱仪(GPC)、红外光谱(IR)和马来酸酐(MAH)接枝率测定结果的分析,热氧老化过程没有对PP分子链接枝的马来酸酐产生明显的影响,而是引起了聚丙烯分子链的断裂,造成PP-g-MAH分子量下降,导致自身力学性能下降,使得PP与玻璃纤维之间的界面强度下降,使得PP-g-MAH对玻璃纤维增强聚丙烯材料的力学性能提升作用下降。