长玻纤增强尼龙6复合材料研究

采用熔体浸渍工艺制备了长玻纤增强尼龙6预浸料,研究了玻纤初始长度、玻纤含量、增韧剂对复合材料性能的影响,以及玻纤强度、树脂基体对复合材料性能的影响。试验结果表明,在玻纤含量32．2％,切粒长度为10mm时,复合材料的拉伸强度为208.4MPa,弯曲强度为269.5MPa,弯曲弹性模量为9．34GPa,缺口冲击强度为29kJ/m^2,冲击强度为63.4kJ/m^2,综合力学性能明显优于短玻纤增强PA6复合材料。     

硫酸钙晶须短玻纤协同增强尼龙6复合材料的力学性能

以尼龙6为基体树脂,硫酸钙晶须和短玻纤为增强材料制备了硫酸钙晶须/短玻纤/尼龙6复合材料,研究了不同晶须含量对复合材料力学性能的影响。结果显示,晶须含量不超过10%时,晶须与短玻纤对尼龙6有协同增强作用,拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量分别提高了8.7%、7.5%和8%;经过表面处理的晶须增强效果好于未经表面处理晶须;采用侧向加入增强材料方式制备的复合材料力学性能远优于主料口加入方式。     

滑石粉-玻纤协同增强尼龙复合材料

采用熔融共混法制备了玻纤(GF)/尼龙6(PA6)复合材料,考察了GF含量对GF/PA6复合材料力学性能的影响。实验结果表明,在玻纤含量较低时,拉伸强度、弯曲强度和冲击强度伴随着玻纤含量的增加而提高。当GF质量分数为30%时,复合材料的力学性能和熔体流动速率处于最佳平衡状态。在GF增强的基础上,采用滑石粉(Talc)与GF复合增强体系,制备了系列增强尼龙复合材料。考察了Talc含量对PA6/Talc/GF复合材料力学性能的影响,Talc含量为5%时,复合材料的力学性能最好,片层状Talc与纤维状GF发挥了良好的协同作用。     

玻璃纤维增强MC尼龙力学性能的研究

用玻璃纤维对MC尼龙复合材料进行改性,研究了玻璃纤维含量及长度对MC尼龙复合材料力学性能的影响。结果表明:玻纤含量50%的MC尼龙同玻纤含量40%的MC尼龙相比,冲击强度、拉伸强度、弯曲强度分别提高29.63%、5.43%,6.47%;MC尼龙复合材料的拉伸强度、弯曲强度及冲击强度随玻璃纤维长度的增长而增加,玻纤的长度越长,MC尼龙复合料力学性能提升效果越好;MC尼龙复合材料弯曲强度与玻纤重均长度为正相关关系,随着玻纤重均长度增大而增大。     

简讯

可热成型尼龙6片材Ensinger公司Penn纤维事业部推出一种可热成型的尼龙6(PA6)片材,具有改进的力学性能和热性能。Pennite4512含有12%的玻纤,弯曲弹性模量为5.2GPa,弯曲强度为200MPa,热变形温度为197℃;而原有级别Pennite4508含15%的玻纤,弯曲弹性模量为4.2GPa,弯曲强度为152MPa     

长玻璃纤维增强尼龙66力学性能的研究

采用自行研制的熔体浸渍包覆长玻纤装置,制备了长玻纤增强尼龙66(LFT-PA66)复合材料.研究了玻纤用量、预浸料粒料长度和相容剂聚丙烯接枝马来酸酐(PP-G-MAH)对长纤维增强尼龙66的拉伸强度和冲击强度的影响.结果表明:长玻纤增强尼龙66的力学性能明显优于短玻纤增强尼龙66(SFT-PA66),相容剂PP-G-MAH的加入增强了界面黏结强度,提高了长玻纤增强尼龙66复合材料的拉伸强度和冲击强度.     

长玻纤增强尼龙66复合材料性能的研究

在自制装置中用硅烷偶联剂KH550对长玻纤(LGF)进行表面处理后,采用熔融共混法制备了尼龙66/长玻纤复合材料。采用微机全自动热膨胀系数测定仪记录了玻纤增强尼龙66复合材料的热膨胀曲线,分析了玻纤含量、温度对复合材料热膨胀系数的影响,结果表明,随着玻纤含量的增加,复合材料的热膨胀系数显著下降,最大降低了74.2%;随着温度的升高,复合材料的热膨胀系数先增大后减小最后趋于平衡,转折温度在37℃左右。测试了复合材料的力学性能,结果显示复合材料的拉伸强度、弯曲强度和缺口冲击强度随玻纤含量的增加而大幅度提高,最大分别增加了173%、186%和283%。通过扫描电镜观察到玻纤嵌入尼龙66基体中,与尼龙66形成了良好的界面黏结。     

玻纤增强阻燃PA6复合材料的制备与研究

从磷-氮系阻燃剂、阻燃剂类型、协效阻燃剂三个方面制备和研究了高冲击强度、高阻燃性能的玻纤增强阻燃尼龙6(PA6)复合材料。结果表明:三种方法都可以达到阻燃V-0;在溴-锑阻燃基础上,添加磷-氮系阻燃剂,可以提高玻纤增强阻燃PA6的阻燃性,但是会降低力学性能;红磷阻燃制备的复合材料的冲击性能最好;溴-锑阻燃制备的复合材料的拉伸强度和弯曲强度最高,冲击性能最低;有机次膦酸盐制备的复合材料的拉伸强度和弯曲强度最低,冲击性能适中;协效阻燃剂可以降低溴-锑的含量,降低材料成本,阻燃性能保持不变,拉伸强度和弯曲强度略有下降,冲击性能略有上升。得出如下结论:红磷阻燃剂质量分数是6%,以及F2400∶三氧化二锑∶协效阻燃剂质量分数比=17∶5∶2时,玻纤增强阻燃尼龙6复合材料的冲击性能最好,阻燃性达到UL94(1.6 mm)V-0。     

POE-g-MAH对玻纤增强高温尼龙复合材料力学性能的影响

采用双螺杆挤出机制备基于尼龙6T/66 (PA6T/66)和PA10T的玻纤增强高温尼龙(PA)复合材料,玻璃纤维的质量分数为20%。研究了增韧剂马来酸酐接枝乙烯–辛烯共聚物(POE-g-MAH)对复合材料力学性能的影响,并与玻纤增强PA66复合材料体系进行对比。研究结果表明:在高温PA体系中,随着POE-g-MAH含量的增加,拉伸强度和弯曲强度先上升后下降,对PA6T/66体系,POE-g-MAH添加量为5%时增强效果最优,拉伸强度和弯曲强度的提高比例分别为19%和15%,对PA10T体系,POE-g-MAH添加量为15%时增强效果最优,拉伸强度和弯曲强度的提高比例分别为25%和20%;而在PA66体系中,随POE-g-MAH含量的增加,拉伸强度和弯曲强度均下降。通过毛细管流变和扫描电镜的分析以及加偶联剂实验的数据,证实POE-g-MAH在玻纤增强高温PA体系中起到了界面相容剂的作用,增强了玻纤与高温PA树脂基体的相容性。高温PA较高的加工温度造成玻纤表面的偶联剂的降解损失是导致POE-g-MAH在该体系中产生增强效果的原因,并且增强效果最优时的POE-g-MAH添加量与不同高温PA的加工温度直接相关。     

碳纤维增强尼龙6复合材料的研究

研究了尼龙6的相对黏度对碳纤维增强复合材料的力学性能及其结构的影响。结果表明:碳纤维增强尼龙6复合材料的力学性能随尼龙6的相对黏度增加大而降低。碳纤维的质量分数为15%时,相对黏度为2.7的尼龙6的复合材料的拉伸强度和拉伸模量分别为179.6和11014 MPa;而相对黏度为2.0的尼龙6复合材料的拉伸强度和拉伸模量分别为220和14521MPa,分别提高了22.5%和31.8%。扫描电镜表明:碳纤维在不同尼龙6基体的复合材料中分散都比较均匀,复合材料断裂为纤维拔出断裂方式。     

玻璃纤维增强生物基PA5T/56的制备与性能

通过物理共混改性制备了不同玻璃纤维含量的聚对苯二甲酰戊二胺/聚己二酰戊二胺(PA5T/56)复合材料,研究了不同玻璃纤维含量对复合材料力学性能、热性能、吸水率和结晶行为的影响。结果表明,随着玻璃纤维含量的增加,复合材料的力学性能、热稳定性得到大幅度提升,而吸水率逐渐降低。当玻璃纤维含量的质量分数达到40%时,PA5T/56复合材料的拉伸强度、弯曲强度、无缺口冲击强度分别为226.6 MPa、349.7 MPa和66.6 kJ/m²;吸水率为0.87%,与纯树脂相比,吸水率降低了43.8%。玻璃纤维的引入可以适当提高PA5T/56复合材料的结晶速率。     

Mechanical characterization and fractography of glass fiber/polyamide (PA6) composites

The mechanical properties of the glass fiber reinforced Polyamide (PA6) composites made by prepreg tapes and commingled yarns were studied by in‐plane compression, short‐beam shear, and flexural tests. The composites were fabricated with different fiber volume contents (prepregs—47%, 55%, 60%, and commingled—48%, 48%, 49%, respectively) by using vacuum consolidation technique. To evaluate laminate quality in terms of fiber wet‐out at filament level, homogeneity of fiber/matrix distribution, and matrix/fiber bonding standard microscopic methods like optical microscopy and scanning electron microscopy (SEM) were used. Both commingled and prepreg glass fiber/PA6 composites (with V_f ∼ 48%) give mechanical properties such as compression strength (530–570 MPa), inter‐laminar shear strength (70–80 MPa), and transverse strength (80–90 MPa). By increasing small percentage in the fiber content show significant rise in compression strength, slight decrease in the ILSS and transverse strengths, whereas semipreg give very poor properties with the slight increase in fiber content. Overall comparison of mechanical properties indicates commingled glass fiber/PA6 composite shows much better performance compared with prepregs due to uniform distribution of fiber and matrix, better melt‐impregnation while processing, perfect alignment of glass fibers in the composite. This study proves again that the presence of voids and poor interface bonding between matrix/fiber leads to decrease in the mechanical properties. Fractographic characterization of post‐failure surfaces reveals information about the cause and sequence of failure. POLYM. COMPOS., 36:834–853, 2015. © 2014 Society of Plastics Engineers     

玻璃纤维增强尼龙6振动摩擦焊接强度的影响因素

研究了玻璃纤维含量、苯胺黑色母含量、树脂相对黏度、焊接工艺(深度、振幅、压力)等因素对玻璃纤维增强尼龙6(PA6)焊接强度的影响。结果表明,玻璃纤维含量为30%的玻璃纤维增强PA6具有最大的焊接强度,为58.0 MPa;通过差示扫描量热分析发现,加入3%的苯胺黑色母能使玻璃纤维增强PA6的结晶温度从191.8℃降至173.7℃,但对焊接强度影响较小;随着树脂相对黏度从2.0提高到3.4,玻璃纤维增强PA6的结晶度从27.1%下降至16.2%,焊接强度略有提升;焊接工艺参数对玻璃纤维增强PA6的焊接强度影响较大的是振幅与焊接压力,振幅为0.4 mm时,焊接不充分,焊接强度仅为38.8 MPa,振幅为0.7 mm时,能充分焊接,焊接强度增至55.5 MPa,随着焊接压力从3.5 MPa提升到9.0 MPa,焊接强度从56.3 MPa下降至43.3 MPa。     

玻璃纤维增强碱式硫酸镁水泥制备工艺研究

以玻璃纤维为增强材料,木屑为轻质骨料,碱式硫酸镁水泥为胶凝材料制备了复合板材.研究了水泥的氧化镁活性、摩尔比、水灰比、外加剂掺量、养护温度、玻璃纤维层数对复合板材不同龄期下的抗折强度和抗压强度的影响.研究结果表明,采用a-MgO/MgSO4摩尔比为6.0,水灰比为0.35,木屑掺量为20%,玻璃纤维层数为3时可制备出抗压强度为35.89 MPa,抗折强度为15.6 MPa的复合板材.采用高温养护,可提高复合板材的早期强度.采用XRD、SEM分析了外加剂和养护工艺对水化相组成和形貌的影响.     

短切纤维增强改性磷酸盐水泥抗折性能研究

分别采用短切碳纤维和短切玻璃纤维对磷酸盐水泥进行了增强改性研究.采用羧甲基纤维素溶液做分散剂使短切纤维在水泥基体中得到了很好的分散;通过凝结时间及抗折强度测试,研究了纤维种类与掺量对磷酸盐水泥性能的影响.结果表明,短切纤维的加入对磷酸盐水泥的凝结时间影响不明显;两种短切纤维的加入都使磷酸盐水泥的抗折强度显著提高,磷酸盐...     

长玻璃纤维增强PA66复合材料的综合性能及其影响因素研究

利用定制的熔融浸渍装置制备了长玻璃纤维增强聚酰胺66(PA66/LGF)复合材料,并对其力学性能、界面黏结性等进行了表征,探讨了玻璃纤维含量、润滑剂含量、相容剂含量以及切粒长度等因素对复合材料性能的影响,得到了PA66/LGF复合材料优化的配方设计与切粒长度.结果表明,当玻璃纤维含量为43％(质量分数,下同)、切粒长度...     

Short glass fiber reinforced ABS and ABS/PA6 composites: Processing and characterization

In this study acrylonitrile‐butadiene‐styrene (ABS) terpolymer was reinforced with 3‐aminopropyltrimethoxysilane (APS)‐treated short glass fibers (SGFs). The effects of SGF concentration and extrusion process conditions, such as the screw speed and barrel temperature profile, on the mechanical properties of the composites were examined. Increasing the SGF concentration in the ABS matrix from 10 wt% to 30 wt% resulted in improved tensile strength, tensile modulus and flexural modulus, but drastically lowered the strain‐at‐break and the impact strength. The average fiber length decreased when the concentration of glass fibers increased. The increase in screw speed decreased the average fiber length, and therefore the tensile strength, tensile modulus, flexural modulus, and impact strength were affected negatively and the strain‐at‐break was affected positively. The increase in extrusion temperature decreased the fiber length degradation, and therefore the tensile strength, tensile modulus, flexural modulus, and impact strength increased. At higher temperatures the ABS matrix degraded and the mechanical strength of the composites decreased. To obtain a strong interaction at the interface, polyamide‐6 (PA6) at varying concentrations was introduced into the ABS/30 wt% SGF composite. The incorporation and increasing amount of PA6 in the composites broadened the fiber length distribution (FLD) owing to the low melt viscosity of PA6. Tensile strength, tensile modulus, flexural modulus, and impact strength values increased with an increase in the PA6 content of the ABS/PA6/SGF systems due to the improved adhesion at the interface, which was confirmed by the ratio of tensile strength to flexural strength as an adhesion parameter. These results were also supported by scanning electron micrographs of the ABS/PA6/SGF composites, which exhibited an improved adhesion between the SGFs and the ABS/PA6 matrix. POLYM. COMPOS. 26:745–755, 2005. © 2005 Society of Plastics Engineers     

高性能、低成本复合材料用环氧体系的研究

通过凝胶化测试和示差扫描量热分析(DSC)研究了CYD128环氧树脂/部分钝化间苯二甲胺固化体系的反应特性,测试了该体系浇铸体的力学性能和耐热性。设计了一种新型低成本真空辅助传递模塑(VARTM)成型工艺并研究了该成型工艺对复合材料力学性能的影响。结果表明,浇铸体弯曲强度可达131.0 MPa,拉伸强度71.8 MPa,拉伸模量3.1 GPa,冲击强度37.5 kJ/m2,玻璃化温度(Tg)98.1℃。使用新工艺得到的复合材料力学性能优异,其中连续玻璃纤维、连续碳纤维增强复合材料弯曲强度分别达到950.2 MPa、1 097.4 MPa。     

耐水解玻璃纤维增强尼龙66的制备及性能研究

制备了长玻璃纤维（LGF）和短玻璃纤维（SGF）增强尼龙66（PA66）,考察了GF、GF分散剂、耐水解改性剂（MPP）对增强PA66性能的影响。结果表明,选择SGF可获得较好力学性能和表面质量的增强PA66;随着SGF含量的增加,材料的拉伸强度、弯曲强度有大幅度的提高,冲击强度则先升高后降低;GF分散剂的加入改善了材料的表面质量;MPP的加入使材料的耐水解性有明显提高。     

高分子相容剂对玻璃纤维增强PA66性能的影响

研究了高分子相容剂(PE-g-MAH和POE-g-MAH)对干态和湿态下玻璃纤维增强尼龙66(PA66)性能的影响。结果表明:在干态和湿态下,随着相容剂用量的增加,两种高分子相容剂都能使玻璃纤维增强PA66的冲击强度增大,而使其拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量降低,其中POE-g-MAH增韧效果更为明显;吸水率随相容剂用量的增加而缓慢下降,但相容剂种类对吸水率影响较小。