江上洋 蔣艷云 藍(lán)先 徐偉

【摘 要】文章用PC/ABS、ABS、滑石粉填充PP、增強(qiáng)PA 4種材料制成輪轂裝飾蓋，研究其對(duì)輪轂裝飾蓋拉拔力的影響。結(jié)果表明：PP-MD40的拉拔力較低，制作的輪轂裝飾蓋在實(shí)際應(yīng)用中有脫落的風(fēng)險(xiǎn)；增強(qiáng)PA吸水后性能下降65%左右，也存在脫落風(fēng)險(xiǎn)；PC/ABS、ABS制成的零件，試驗(yàn)其性能滿足產(chǎn)品的拉拔力的要求。

【關(guān)鍵詞】性能；材料；吸水

【中圖分類號(hào)】U463.343 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688（2018）05-0077-02

汽車輪轂裝飾蓋主要用于遮蓋輪轂螺釘，與輪轂匹配要求較高，如果扣緊力不足或發(fā)生變化，容易造成脫落的售后問(wèn)題。目前，用于輪轂裝飾蓋的材料主要有PC/ABS、ABS、PP、PA，本文重點(diǎn)研究不同材料制成的輪轂裝飾蓋的拉拔力性能。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

“錦湖日麗”的ABS（HU600），PC/ABS（HAC8250）；“中廣核俊爾”PA6-GF15（A1G3-HTL），PA66-MD15（BR1M3-TQ1）；“南京聚隆”PP-40MD（PM8-S09）。

1.2 主要儀器與設(shè)備

注塑機(jī)（CJ830型），中國(guó)震德塑料機(jī)械有限公司；電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)（BT2-FR020TEW.A50），德國(guó)Zwick/Roell公司；引伸計(jì)，德國(guó)Zwick/Roell公司；彎曲儀（BT1-FB005TN.D14），德國(guó)Zwick/Roell公司；沖擊儀（HIT5.5P），德國(guó)Zwick/Roell公司；電子天平（XS104），瑞典MettlerToledo公司；恒溫恒濕箱（KTHA-010TBS），臺(tái)灣地區(qū)KSON公司；超級(jí)溫槽（SC30），廣州乙勝實(shí)驗(yàn)儀器有限公司。

1.3 輪轂裝飾蓋制備

1.3.1 預(yù)處理

將塑料粒子在120 ℃烘箱中加熱預(yù)烘8 h后取出，立即采用注塑機(jī)，設(shè)置合適的成型工藝條件，得到GB力學(xué)性能標(biāo)準(zhǔn)試樣，并在溫度為（23±2）℃、濕度為（50±5）%的條件下調(diào)節(jié)24 h。

1.3.2 環(huán)境調(diào)節(jié)

在溫度為（23±2）℃、濕度為（50±5）%的條件下調(diào)節(jié)24 h。

2 拉拔力性能測(cè)試及結(jié)果評(píng)定

2.1 90 ℃高溫前后拉拔力對(duì)比

參考QCT15標(biāo)準(zhǔn)，在溫度為90℃、相對(duì)濕度為45%的條件下保持4 h，取出試驗(yàn)件，冷卻后測(cè)試?yán)瘟Α＠瘟Φ臏y(cè)試如圖1所示。

表1為高溫前后拉拔力測(cè)試結(jié)果對(duì)比。由表1可以看出，6種材料高溫前后的拉拔力變化在10%以內(nèi)，6種材料中PA6-GF15的拉拔力最大，PC/ABS、PA-MD25、ABS、PA66-MD40、PP-MD40制作的輪轂裝飾蓋拉拔力依次減小。PP-MD40的拉拔力是最低的。

2.2 70 ℃水浸泡前后拉拔力對(duì)比

參考QCT15標(biāo)準(zhǔn)，將待試驗(yàn)件放入恒溫水箱，在溫度為70 ℃下保持24 h，取出試驗(yàn)件，擦干表面的水，冷卻后再次測(cè)試?yán)瘟Γㄈ鐖D2所示）。

表2為吸水前后拉拔力測(cè)試結(jié)果對(duì)比。由表2可以看出，PC/ABS、ABS、PP-MD40材料吸水前后的拉拔力變化不大，PA6-MD25、PA66-MD40、PA6-GF15材料吸水后的拉拔力只有吸水前的1/3。在實(shí)際應(yīng)用中，用PA制作的輪轂裝飾蓋在吸水后的拉拔力測(cè)試變化率太大，有脫落風(fēng)險(xiǎn)。

ABS是一種優(yōu)良的耐水、耐高溫材料，但從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，未經(jīng)過(guò)任何處理的輪轂蓋拉拔力和經(jīng)過(guò)吸水處理的樣件的拉拔力基本沒(méi)有變化，這與注塑后大分子鏈凍結(jié)，而少量體積小、活動(dòng)性強(qiáng)的水分子的滲入為分子鏈段運(yùn)動(dòng)提供了自由體積，致使材料的剛度減弱有關(guān)。而經(jīng)過(guò)不同處理得到的吸水量不同的樣條，其力學(xué)性能幾乎沒(méi)有變化。

PA大分子結(jié)構(gòu)中含有親水性的酰胺基，羰基與氨基中的氫脫離，與水分子形成氫鍵，使材料的分子量和結(jié)晶度下降，導(dǎo)致材料的彎曲強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度下降。結(jié)晶度越低，材料的無(wú)定形部分含量高，材料的韌性就越高，所以缺口沖擊強(qiáng)度隨著材料吸水量的增加而增大。

2.3 循環(huán)測(cè)試前后拉拔力對(duì)比

溫度循環(huán)測(cè)試參考GMW14650標(biāo)準(zhǔn)，溫度循環(huán)條件：

①（-30±3）℃； （17±0.5）h。②（85±3）℃； （72±1）h。③（75±3）℃；（24±1）h。④（40±3）℃；（93±5）%；（24±1）h。⑤（-30±3）℃；（7±0.5）h。⑥（40±3）℃；（93±5）%；（24±1）h。⑦（22±3）℃；（24±1）h；共進(jìn)行2次循環(huán)。循環(huán)之后進(jìn)行拉拔力測(cè)試。

表3為循環(huán)測(cè)試前后拉拔力測(cè)試結(jié)果對(duì)比。由表3可以看出，PC/ABS、ABS、PP-MD40循環(huán)前后材料變化率為10%左右，而PA-M256、PA6-GF15、PA66-MD40循環(huán)前后材料變化率為20%左右。6種材料中，PA6-GF15的拉拔力最大，PC/ABS、PA-M25、ABS、PA66-MD40、PP-MD40制作的輪轂裝飾蓋拉拔力依次減小，PP-MD40的拉拔力是最低的。PA基材的材料循環(huán)后變化率最大。

3 結(jié)論

對(duì)表1、表2中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比較后發(fā)現(xiàn)，在相同的處理?xiàng)l件下，PA制成的產(chǎn)品在70 ℃水里浸泡24 h后產(chǎn)品的拉伸性能是以前的1/3；PC/ABS、ABS、PP制成的產(chǎn)品在70 ℃水里浸泡24 h后產(chǎn)品性能基本保持不變。這與PA大分子結(jié)構(gòu)中含有親水性的酰胺基有關(guān)，羰基與氨基中的氫脫離，與水分子形成氫鍵，使材料的分子量和結(jié)晶度下降，導(dǎo)致材料的彎曲強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度下降。結(jié)晶度越低，材料的無(wú)定形部分含量高，材料的韌性就越高，所以缺口沖擊強(qiáng)度隨著材料吸水量的增加而增大。因此，不建議用PA制造輪轂裝飾蓋零件，輪轂裝飾蓋會(huì)因?yàn)槲鴮?dǎo)致脫落。

參 考 文 獻(xiàn)

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[責(zé)任編輯：鐘聲賢]