高含量玻璃纤维增强阻燃聚酰胺材料的制备与性能

采用双螺杆挤出机制备了聚酰胺6(PA6)/50%（质量分数,下同）玻璃纤维（GF）、PA66/50%GF、PA56/50%GF 3种高含量GF增强阻燃PA复合材料,对比研究了红磷、溴系、磷氮3种阻燃体系下复合材料的力学性能、阻燃性能和激光打标性能。结果表明,不同阻燃体系对复合材料的力学性能有明显影响,吸水平衡后,PA66复合材料的力学性能保持率最高;PA56复合材料在3种阻燃体系中均表现出比PA6、PA66复合材料更好的阻燃性能;红外激光和紫外激光的打标效果存在明显不同,而在阻燃体系和激光光源相同的条件下,PA6、PA66和PA56 3种PA复合材料的激光打标效果没有明显差异。     

尼龙66开发方向--功能化

尼龙66(PA66)是尼龙系列产品中开发较早、产量最大、应用最广的品种之一。PA66的力学性能、耐磨性、自润滑性、耐腐蚀性优良,成型加工性较好,但吸水率大,尺寸稳定性和电性能较差,耐热性和低温抗冲击性能亦有待提高。为提高PA66的物理力学性能,扩大其应用范围,人们通过填充增强、共混等方法对PA66进行改性,研制开发出一系列高性能化、高功能化的改性PA66新品种。 (1)填充增强改性 在PA66树脂中加入纤维增强材料,不仅可保持PA66树脂的耐化学药品性、加工性能等优点,而且力学性能、耐热性能亦可大幅度提高,尺寸稳定性也得到明显改善。 玻璃纤维增强改性PA66,由于玻璃纤维(GF)的强度和     

纤维表面改性对PA66/玄武岩纤维复合材料性能影响

以CO_2和缩水甘油醚为原料合成了环状碳酸酯,通过环状碳酸酯与偶联剂KH–550的氨基反应制备两种新型表面改性剂,与KH–550分别对玄武岩纤维(BF)进行改性,得到三种改性纤维KBF,KBF–P,KBF–B。采用双螺杆挤出机共混制备了改性玄武岩纤维增强尼龙66(PA66)复合材料,考察其力学性能和吸水率;采用扫描电子显微镜、热同步分析仪对复合材料的微观结构和热稳定性进行研究。结果表明,与未改性的复合材料相比,纤维质量分数为20%的PA66/KBF–B复合材料的拉伸强度、弯曲强度、无缺口冲击强度分别提高了5.5%,5.9%,25.5%;随着KBF–B含量的增加,PA66/KBF–B复合材料的力学性能均得到提高,当KBF–B质量分数达到40%时,PA66/KBF–B的拉伸强度、弯曲强度、无缺口冲击强度比纯PA66提高了161.1%,148.7%,112.7%,且优于相同纤维质量分数的PA66/玻璃纤维复合材料;PA66/KBF–B复合材料的饱和吸水率仅为3.8%且具有优良的热稳定性。KBF–B表面粗糙,与PA66具有良好的相容性。     

高含量玻璃纤维增强PA66/PA6I复合材料的制备及性能研究

采用双螺杆挤出机制备了高含量玻璃纤维增强聚酰胺66 (PA66)/聚间苯二甲酰己二胺(PA6I)复合材料,对不同配比的复合材料进行了表面性能、成型收缩率、吸水率、热变形温度、力学性能的研究。结果表明,添加PA6I可以有效改善复合材料的表面性能,当PA6I含量大于10%时,复合材料表面浮纤消失;复合材料的成型收缩率、吸水率、热变形温度均随着PA6I含量的增加而降低,复合材料的力学性能随着PA6I含量的增加先增加后降低;当PA6I含量为10%时,复合材料的拉伸、弯曲、缺口冲击性能均达到最大值。     

PPO-g-MAH对PPO/PA66合金和PPO/PA66/GF体系性能的影响

研究了马来酸酐接枝聚苯醚(PPO-g-MAH)作为相容剂对聚苯醚/尼龙66(PPO/PA66)合金及30%玻璃纤维增强PPO/PA66合金(PPO/PA66/GF)体系性能的影响。通过傅里叶红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)及常规力学性能测试对PPO-g-MAH和PPO-g-MAH添加量对合金体系的微观形貌、熔融结晶行为及常规物性进行研究。结果表明:PPO-g-MAH的加入能够明显降低PPO/PA66合金中PPO分散相尺寸且玻璃化转变温度逐步向低温方向偏移,而PA66相的熔融焓和结晶焓也明显降低,都表明两相相容性的显著改善;PPO-g-MAH不仅能改善PPO/PA66合金的相容性,还能够进一步改善PPO/PA66/GF体系中玻璃纤维与基体树脂间的界面性能;宏观表现为PPO/PA66合金和PPO/PA66/GF体系物理力学性能的大幅度提升。     

几种主流挤塑用通用型热塑长纤性能比较

详细对比了目前市场上主要使用的通用型热塑长纤产品ECT4300A和产品A、产品B,在PA、PBT、PET、PC、ABS、AS等树脂中的力学性能和外观颜色。结果表明,ECT4300A具有良好的综合性能,尤其在增强PC、PBT、PET、PA6和PA66树脂时表现十分优异。虽然在增强ABS和AS树脂时性能略逊于产品A,但仍优于产品B。另外在对制品外观颜色影响方面,ECT4300A也有优势,因而可用于对外观颜色要求更高的领域。     

不同增韧体系对PA66挡板座低温使用性能的影响

以6%EPDM-g-MAH、POE-g-MAH和LLDPE-g-MAH用于改善玻纤增强聚酰胺66(PA66-GF33)体系的韧性,研究了常温下它们对体系力学性能的影响,及其在-30℃和-50℃低温环境下体系缺口冲击强度的变化;考察三种增韧剂体系制成的加强型挡板座低温使用性能表现。结果表明,EPDM-g-MAH对PA66-GF33体系具有较好的低温韧性和加工性能;扫描电子显微镜(SEM)显示,EPDMg-MAH缺口冲击样条断裂面表现为韧性断裂;以EPDM-g-MAH为增韧剂含量的PA66-GF33体系作为原材料制备的挡板座产品耐低温冲击性能优于其他两种增韧剂。     

超细针状硅灰石短纤维在尼龙66中的应用

探讨了超细针状硅灰石短纤维在尼龙66(PA66)中的应用,研究了在双螺杆挤出机的混炼工艺条件下,不同配比的超细针状硅灰石短纤维对PA66物理力学性能的影响。实验表明,超细针状硅灰石短纤维的加入不仅使PA66的各种性能得到改善,而且原料成本有所下降。     

成核剂和PA66对可激光焊接PA6T/6I增强复合材料性能的影响

采用双螺杆挤出机制备基于聚对苯二甲酰己二胺共聚物(PA6T/6I)的可激光焊接的增强复合材料,考察了成核剂及少量尼龙66 (PA66)对复合材料的激光透过性、热稳定性、力学和流动性能的影响。结果表明,成核剂使复合材料的透光率降低,而PA66可使复合材料的透光率显著提高;两者对复合材料的热稳定性及力学性能无明显影响; PA66可使材料的流动性得到提高。     

半芳香族耐高温尼龙PA6T/10T的合成及应用

利用癸二胺,己二胺和对苯二甲酸为聚合单体,以去离子水为溶剂,通过预聚合/固相增黏的工艺合成了半芳香族耐高温尼龙聚对苯二甲酰己/癸二胺(PA6T/10T)。采用傅里叶变换红外光谱、核磁共振碳谱对合成的PA6T/10T树脂进行了结构表征,并研究了PA6T/10T和聚(对苯二甲酰/己二酰)己二胺(PA6T/66)的熔点和结晶温度以及玻璃纤维(GF)增强改性PA6T/10T和PA6T/66的热失重行为、力学性能及耐热氧老化性能。结果表明,与传统的PA6T/66相比,合成的PA6T/10T结晶温度提升5℃,结晶半峰宽缩短了10.6℃,结晶速率明显提升;与GF增强PA6T/66相比,GF增强PA6T/10T的力学性能无显著差异,其初始分解温度提高16℃,热稳定性明显改善;GF增强PA6T/10T与GF增强PA6T/66的初始反射率及亨特白度相近,但经180℃热氧老化3h和表面贴装无铅回流焊接机过炉老化3次后,前者的反射率和白度均明显高于后者,表明GF增强PA6T/10T具有更好的耐热氧老化性能和耐黄变性能。     

环境湿度对聚酰胺力学性能的影响及其微观机理探讨

从环境湿度角度对聚酰胺(PA)的力学性能进行了研究。选用PA66进行一系列的有关湿度试验。通过不同湿度环境下与时间相关的力学性能试验,研究了环境湿度对PA66力学性能的影响。发现,在老化初期PA66的力学性能下降,但随着时间的延长,力学性能有所回升,有的甚至略微超过原始性能。同时,也探讨了引起PA性能变化的微观机理。     

脱模剂对尼龙66结构与性能的影响

筛选了4种尼龙(PA)66用内脱模剂,研究了脱模剂与PA66的粘附作用,以及对PA66脱模性、力学性能、流变性能和结晶性的影响。结果表明,脱模剂使PA66注射成型制品的最佳成型周期缩短、成品率提高、表面光洁,并且提高了PA66的流动性和力学性能。其中脱模剂S101还兼有成核剂的作用,使PA66的结晶速率加快。     

PA66 /PET/滑石粉复合材料研究

考察了滑石粉对聚酸胺66聚对苯二甲酸乙二醇酷(PA66 /PET)合金微观相形态、力学性能、耐热性能及结晶行为等方面的影响及其作用机制。结果表明:在使用适当的稳定剂和助剂配合的条件下,添加5%一10%的滑石粉,将使PA66 /PET合金的力学性能得到显著的改善;滑石粉的添加,可以显著地减小PET分散相粒子的平均粒径及其粒径分布,起到了改善PA66/PET共混体系混溶性的作用,其增容机制被认为与其片层对 PET相的切割作用和物理阻隔作用有关;滑石粉的添加可使体系中PA66部分的△Hc减小而使PET部分的△Hc增加;滑石粉的加人导致材料强度、刚性和耐热性提高,可能与其片层对PA66基体及其对PA66 /PET之间微观相界面的增强作用有关。     

玻璃纤维增强PA66复合材料作为高压开关设备绝缘件材料的可行性分析

选取不同短切玻璃纤维（SGF）含量的聚酰胺66（PA66）/SGF复合材料,研究对比PA66/SGF复合材料与热固性环氧树脂基绝缘材料的物理性能、力学性能和绝缘性能。结果表明,随着SGF含量的增加,PA66/SGF复合材料的密度增大,但均低于热固性环氧树脂基绝缘材料标准;弯曲强度、拉伸强度和冲击强度增大,当SGF含量达到20 %以上时,复合材料的综合力学性能达到热固性环氧树脂基绝缘材料标准;击穿强度和耐电弧时间增加,优于热固性环氧树脂基绝缘材料标准。因此,PA66/SGF复合材料作为高压开关设备绝缘件材料是可行的,但实际应用还需进一步的工程应用研究。     

阻燃低气味增强尼龙的研究

制备了阻燃低气味的增强尼龙。分析了玻纤加入、尼龙类型和尼龙处理方式对尼龙力学性能的影响;并研究了阻燃剂种类和用量对玻纤增强尼龙性能的影响,最后研究了除味剂种类和用量对玻纤增强尼龙性能的影响。结果表明:短纤增强PA66具有较高的刚性和韧性;PA66经烘烤后所得玻纤增强PA66的刚性较高,而PA66不经烘烤所得玻纤增强PA66的韧性较高;红磷对玻纤增强的PA66阻燃效果好,且不对其力学性能产生影响;随着红磷阻燃母粒用量的增加,玻纤增强PA66的阻燃性能先变好后变差,在红磷用量为21份时达到最佳;凹凸棒石和红磷对玻纤增强PA66有优异的协同阻燃作用,当凹凸棒石用量为在4份时,达到最佳。SW-120和尼龙塑料除味剂同时使用,对玻纤增强PA66的气味有显著的改善。     

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。     

尼龙1111的合成与物理力学性能研究

以十一碳二元酸和十一碳二元胺为原料合成了尼龙(PA)1111,采用傅立叶变换红外光谱和核磁氢谱对其结构进行了表征。测定了PA1111的各种物理力学性能,并将其与PA11、PA12、PA1212及PA1313的物理力学性能进行了对比。结果表明,PA1111的各种物理力学性能与这些长碳链PA的物理力学性能接近,是一种新型的性能优良的长碳链PA。     

高分散型三聚氰胺氰尿酸阻燃尼龙66的研究

针对现有商品化三聚氰胺氰尿酸(MCA)团聚颗粒结构致密、硬度大、在树脂中难分散,以及其阻燃的尼龙(PA)66阻燃和力学性能劣化等问题,采用自行合成的高分散型MCA(FS–MCA)阻燃PA66,借助水基分散实验和扫描电子显微镜研究了FS–MCA颗粒形态、分散行为及分散机理,通过微型燃烧量热分析、垂直燃烧测试及拉伸和冲击性能测试研究了MCA和FS–MCA阻燃PA66材料的燃烧行为、阻燃性能及力学性能。结果表明,与现有商品化MCA相比,FS–MCA具有颗粒间结合力小,团聚颗粒结构疏松的特点,可在PA66树脂基体中实现亚微米尺度的超细化分散;当其质量分数为10%时,FS–MCA阻燃PA66材料的阻燃级别达到UL 94 V–0级(1.6 mm),且其拉伸强度、断裂伸长率和缺口冲击强度分别达到80.6 MPa,11.4%和7.9 kJ/m2,其阻燃和力学性能均明显优于现有商品化MCA阻燃PA66体系。     

GO-g-PPE改性PA66复合材料的制备与性能

首先通过静电作用将氧化石墨烯(GO)与2,3–环氧丙基三甲基氯化铵(GTMAC)结合,再与马来酸酐(MAH)接枝聚苯醚(PPE)(PPE-g-MAH)发生反应,制得PPE接枝GO (GO-g-PPE)作为尼龙66 (PA66)材料的改性剂,采用共混挤出方式得到GO-g-PPE改性PA66复合材料。探讨了接枝前后的改性剂及添加量对复合材料力学性能、吸水率和摩擦性能的影响,采用扫描电子显微镜、差示扫描量热分析对复合材料界面相容性及热性能进行表征。结果表明,接枝后的GO-g-PPE与PA66的界面相容性明显优于仅添加GO/PPE的效果;当加入GO-g-PPE的质量分数≤0.8%时,随着GO-g-PPE用量的增加,GO-g-PPE改性PA66复合材料的力学性能有所提升,再继续增加GOg-PPE的用量反而使复合材料的力学性能下降。添加质量分数0.8%的GO-g-PPE时,GO-g-PPE改性PA66复合材料的热性能、力学性能最佳,与纯PA66相比,复合材料的结晶温度升高4℃,拉伸强度提高8.9%,断裂伸长率提高17.9%,缺口冲击强度提高37.6%;添加质量分数1.0%的GO-g-PPE时,复合材料的吸水率降低35.1%,摩擦系数减小14.3%。     

熔融挤出法制备PA6-66/蒙脱土纳米复合材料的研究

采用聚合物熔融挤出的方法，用自制的有机蒙脱土与PA6—66熔融复合，制备出剥离型PA6—66／蒙脱土纳米复合材料；并对材料的结构与性能进行了测试。TEM结果表明，蒙脱土晶层均匀地分散于基体中，平均厚度约10nm，形成结构均匀的纳米复合材料。DSC、MFR测试结果表明，纳米复合材料的热性能和加工性能优于基体；同时对复合材料的力学性能进行测试，结果表明，纳米级蒙脱土起到了显著增强作用，复合材料拉伸强度升高了17．1％；拉伸模量提高了将近30％；屈服强度是纯PA6／66的1．22倍。