亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        高流動性碳纖維增強尼龍66的制備與性能

        2021-08-23 05:22:28張友強王寶生趙付寶王旭華姚立凱張學(xué)鋒諸葛炯
        工程塑料應(yīng)用 2021年8期
        關(guān)鍵詞:改性劑尼龍碳纖維

        張友強,王寶生,趙付寶,王旭華,姚立凱,張學(xué)鋒,諸葛炯

        (山東非金屬材料研究所,濟南 250031)

        尼龍在通用工程塑料中產(chǎn)量最大、品種最多、用途最廣,其綜合性能優(yōu)良[1]。在尼龍的眾多品種中,尼龍66占有絕對主導(dǎo)地位。尼龍66是一種多晶型半結(jié)晶熱塑性聚合物,具有密度低、強度高、耐腐蝕、耐磨性好等優(yōu)異性能,但是尼龍66還存在吸水率高、吸水后強度下降、尺寸穩(wěn)定性差以及低溫下抗沖擊能力差等缺陷,這些缺陷也限制了尼龍66的應(yīng)用范圍[2–3]。因此,為了提高尼龍66的綜合性能,需要對其進行改性,其中,將玻璃纖維、碳纖維等高性能纖維與尼龍66進行復(fù)合來提高材料的力學(xué)性能是較為常用的手段[4–7]。

        碳纖維是含碳量高于90%的一種無機纖維,主要由聚丙烯腈纖維等有機纖維經(jīng)碳化處理制得,它具有密度小、強度高、模量高以及耐磨性好等優(yōu)點,常用于高性能復(fù)合材料的制備,廣泛應(yīng)用于航空航天、醫(yī)療器械以及汽車領(lǐng)域[8–10]。

        利用碳纖維高強高模的特點,對尼龍66進行增強改性,可以大幅度提高材料的強度和剛性,這也成為了尼龍66改性的研究熱點[11–12]。陳邑等[13]采用注塑方法制備了純PA66及纖維質(zhì)量分數(shù)分別為10%,20%,30%,40%的五種碳纖維增強PA66復(fù)合材料,采用拉伸試驗測定了材料的拉伸強度和彈性模量,比較了不同纖維含量對材料性能增強作用的差異。王立巖等[14]采用雙螺桿擠出機熔融共混法制備了碳纖維增強尼龍66復(fù)合材料,并系統(tǒng)地研究了復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和性能,研究結(jié)果對碳纖增強熱塑性復(fù)合材料的制備起到較好的借鑒作用,對該類復(fù)合材料的生產(chǎn)具有一定指導(dǎo)意義。曲日華等[15]對碳纖維增強尼龍66復(fù)合材料的熱性能進行了研究,結(jié)果表明碳纖維的加入使得復(fù)合材料的結(jié)晶性能以及熱穩(wěn)定性得到提高,但是同時也會降低材料的熔體流動速率(MFR)。

        MFR的降低使得碳纖維增強尼龍66材料的流動性能變差,加工成型困難,在制品表面易出現(xiàn)纖維外漏等不良現(xiàn)象,影響產(chǎn)品外觀[16]。目前,對于纖維增強尼龍66材料的流動性能改善最為有效的方法是添加流動改性劑。流動改性劑可以與尼龍66樹脂良好相容,降低樹脂分子間的內(nèi)聚力以及纖維間的摩擦力,從而提高材料熔體的流動性。

        筆者以尼龍66為基體材料,添加流動改性劑等相關(guān)功能助劑,通過雙螺桿擠出機采用連續(xù)碳纖維進料的方式制備了碳纖維增強尼龍66復(fù)合材料,并系統(tǒng)地研究了碳纖維、流動改性劑等對復(fù)合材料力學(xué)性能和熔體流動性能的影響。

        1 實驗部分

        1.1 主要原材料

        尼龍66:EPR27,平頂山神馬工程塑料有限責任公司;

        碳纖維長絲:T700,日本東麗株式會社;

        增韌劑馬來酸酐接枝聚烯烴彈性體(POE-g-MAH):CMG9805,佳易容相容劑江蘇有限公司;

        流動改性劑:CF–201,余姚市凱姆立華塑料科技有限公司;

        抗氧劑1098,168:德國巴斯夫公司。

        1.2 主要儀器與設(shè)備

        雙螺桿擠出機:CTE–35型,南京科亞化工成套裝備有限公司;

        注塑機:HTF90W1型,寧波海天集團股份有限公司;

        電熱鼓風干燥箱:ZB101–1型,山東淄博儀表廠;

        萬能試驗機:E43型,美特斯工業(yè)系統(tǒng)(中國)有限公司;

        沖擊試驗機:XJJ–50型,承德試驗機有限責任公司;

        MFR儀:XNR–400AM型,承德衡通試驗檢測儀器有限公司。

        1.3 試樣制備

        將尼龍66、增韌劑、流動改性劑、抗氧劑等按一定比例(增韌劑質(zhì)量分數(shù)為5%,抗氧劑質(zhì)量分數(shù)為0.2%)混合均勻,碳纖維在擠出機側(cè)喂料處加入,經(jīng)雙螺桿擠出機擠出造粒,通過控制碳纖維束數(shù)量,制備出碳纖維質(zhì)量分數(shù)分別為15%,25%,35%的碳纖維增強尼龍66材料,擠出溫度為265~285℃,螺桿轉(zhuǎn)速為250~350 r/min。將制備的碳纖維增強尼龍66粒料在100℃下鼓風干燥8~10 h后通過注塑機制備出標準試樣,注塑溫度為265~285℃,注塑壓力為8 MPa。

        1.4 性能測試

        拉伸性能按GB/T 1040.2–2006測試,拉伸速度為10 mm/min,試樣類型為1A型;

        彎曲性能按GB/T 9341–2008測試,試驗速度為2 mm/min;

        簡支梁缺口沖擊強度按GB/T1043–2008測試,試樣類型為1eA型;

        MFR按GB/T 3682–2000測 試,試 驗 溫 度275℃,標稱負荷2.16 kg。

        2 結(jié)果與討論

        2.1 碳纖維含量對復(fù)合材料力學(xué)性能的影響

        根據(jù)碳纖維含量的不同,制備出碳纖維質(zhì)量分數(shù)分別為15%,25%,35%的碳纖維增強尼龍66材料,考察了碳纖維含量對碳纖維增強尼龍66復(fù)合材料力學(xué)性能的影響,結(jié)果如圖1所示(圖1中碳纖維質(zhì)量分數(shù)為0%時的力學(xué)性能數(shù)據(jù)為純尼龍66的數(shù)據(jù))。由圖1可知,隨著碳纖維含量的增加,碳纖維增強尼龍66復(fù)合材料的拉伸強度、彎曲強度以及缺口沖擊強度都大幅度提高。當碳纖維質(zhì)量分數(shù)達到35%時,碳纖維增強尼龍66復(fù)合材料的拉伸強度達到251 MPa,比純尼龍66樹脂提高了210%;復(fù)合材料的彎曲強度由純樹脂的72 MPa提高到358 MPa,提高了397%;復(fù)合材料的缺口沖擊強度則提高了178%,達到了22 kJ/m2。這是因為,碳纖維具有高強的特點,在碳纖維增強尼龍66材料受到拉伸及彎曲應(yīng)力時,碳纖維起到了承載外力的作用,從而使得材料的拉伸強度和彎曲強度大幅度提高。另外,碳纖維增強尼龍66材料受到?jīng)_擊時,碳纖維和尼龍66的兩相界面受到破壞,碳纖維從樹脂中拔出的過程消耗了沖擊能量,從而使得材料的沖擊強度提高。

        圖1 不同碳纖維含量的復(fù)合材料力學(xué)性能

        2.2 碳纖維含量對復(fù)合材料熔體流動性能的影響

        碳纖維的加入雖然使得碳纖維增強尼龍66復(fù)合材料的力學(xué)性能大幅度提高,但是也影響了材料的熔體流動性能。研究了不同碳纖維含量對復(fù)合材料MFR的影響。其結(jié)果如圖2所示(圖2中碳纖維質(zhì)量分數(shù)為0%時的MFR為純尼龍66的MFR)。從圖2可以看出,隨著碳纖維含量的增加,碳纖維增強尼龍66復(fù)合材料的MFR大幅度下降,當碳纖維質(zhì)量分數(shù)為35%時,其MFR由純尼龍66樹脂的43 g/(10 min)下降到3.7 g/(10 min),下降了91.4%。這是因為碳纖維增強尼龍66復(fù)合材料體系中的碳纖維束穿插在尼龍66基體中,并且隨著碳纖維含量的增加,材料的內(nèi)摩擦力增大,導(dǎo)致材料的熔體流動性能變差,表現(xiàn)為MFR降低。

        圖2 不同碳纖維含量的復(fù)合材料MFR

        2.3 流動改性劑含量對復(fù)合材料性能的影響

        碳纖維的加入可使碳纖維增強尼龍66復(fù)合材料獲得優(yōu)秀的力學(xué)性能,但同時也大幅降低了材料的熔體流動性能,這就極大地限制了碳纖維增強尼龍66復(fù)合材料的應(yīng)用范圍。因此,需要加入流動改性劑來改善復(fù)合材料的熔體流動性能。以碳纖維含量較高(質(zhì)量分數(shù)分別為25%和35%)的復(fù)合材料為例,添加質(zhì)量分數(shù)分別為0.3%,0.5%,0.8%,1%的CF–201流動改性劑,考察了流動改性劑含量對碳纖維增強尼龍66復(fù)合材料力學(xué)性能及MFR的影響,結(jié)果如圖3、圖4所示。

        由圖3可知,流動改性劑的加入對碳纖維增強尼龍66復(fù)合材料的力學(xué)性能影響不大,基本和未添加流動改性劑的材料力學(xué)性能持平。從圖4可以看出,流動改性劑的加入能大幅度提高碳纖維增強尼龍66復(fù)合材料的MFR,有效地改善復(fù)合材料的熔體流動性能。當流動改性劑質(zhì)量分數(shù)達到0.5%時,相對于未添加流動改性劑的復(fù)合材料,碳纖維質(zhì)量分數(shù)為25%的復(fù)合材料的MFR提高了91%,碳纖維質(zhì)量分數(shù)為35%的復(fù)合材料的MFR提高了176%;流動改性劑的質(zhì)量分數(shù)為1%時,碳纖維質(zhì)量分數(shù)為25%的復(fù)合材料MFR達到16.1 g/(10 min),比未添加流動改性劑時提高了193%,碳纖維質(zhì)量分數(shù)為35%的復(fù)合材料MFR為15.5 g/(10 min),比未添加流動改性劑時提高了319%。這是因為流動改性劑可以降低碳纖維增強尼龍66復(fù)合材料的內(nèi)摩擦力,從而提高材料的MFR,改善材料的熔體流動性能。在實際應(yīng)用中,可根據(jù)使用要求添加適宜的流動改性劑,建議添加的質(zhì)量分數(shù)為0.5%~1%,可制備出高流動性碳纖維增強尼龍66復(fù)合材料。

        圖3 不同流動改性劑含量下碳纖維質(zhì)量分數(shù)為25%和35%的復(fù)合材料力學(xué)性能

        圖4 不同流動改性劑含量下碳纖維質(zhì)量分數(shù)為25%和35%的復(fù)合材料MFR

        3 結(jié)論

        (1)碳纖維可以大幅度提高尼龍66的力學(xué)性能,當碳纖維質(zhì)量分數(shù)為35%時,復(fù)合材料的拉伸強度可以達到251 MPa,比純尼龍66樹脂提高了210%,彎曲強度由純樹脂的72 MPa提高到358 MPa,提高了397%;缺口沖擊強度則提高了178%,達到了22 kJ/m2。

        (2)隨著碳纖維含量增加,碳纖維增強尼龍66復(fù)合材料的MFR大幅下降。當碳纖維質(zhì)量分數(shù)為35%時,復(fù)合材料MFR由純尼龍66樹脂的43 g/(10 min)下降到3.7 g/(10 min),下降了91.4%。

        (3)流動改性劑可以提高碳纖維增強尼龍66復(fù)合材料的MFR,且對復(fù)合材料力學(xué)性能的影響很小,當流動改性劑質(zhì)量分數(shù)為1%時,碳纖維質(zhì)量分數(shù)為25%和35%的復(fù)合材料的MFR分別比未添加流動改性劑時提高了193%和319%。

        猜你喜歡
        改性劑尼龍碳纖維
        速溶高黏改性劑制備高黏瀝青的性能評價
        石油瀝青(2023年5期)2023-12-08 08:34:42
        尼龍6的改性研究進展
        尼龍
        一種碳纖維加固用浸漬膠的研究
        上海建材(2019年4期)2019-05-21 03:13:02
        HP-RTM碳纖維復(fù)合材料中通道加強板研究
        中間相瀝青基碳纖維及其在飛機上的應(yīng)用
        碳纖維增強PBT/ABS—g—MAH復(fù)合材料的力學(xué)性能和流變行為
        中國塑料(2016年6期)2016-06-27 06:34:16
        電子及汽車用的高熱穩(wěn)定尼龍
        ACR抗沖擊改性劑的合成及其在聚乳酸改性中的應(yīng)用研究
        中國塑料(2015年6期)2015-11-13 03:03:09
        含異氰酸基表面改性劑制備及其在PVC/木粉材料中的應(yīng)用
        中國塑料(2015年10期)2015-10-14 01:13:22
        九一精品少妇一区二区三区| 五十路熟女一区二区三区| 亚洲综合色区无码专区| 亚洲视频精品一区二区三区| 亚洲中文字幕在线综合| 欧美精品黑人粗大免费| 在线免费观看国产精品| 日本一区二区三区看片| 国产一区二区三区天堂| 九九热线有精品视频86| 日本午夜精品理论片A级APP发布| 日本高清视频在线一区二区三区| 一区二区亚洲精品在线| 天堂无码人妻精品av一区| 日本视频中文字幕一区在线| 久久精品av一区二区免费| 亚洲处破女av日韩精品中出| 国产精品福利自产拍在线观看| 亚州精品无码人妻久久| 国产一区二区三区再现| 国产特级毛片aaaaaa高潮流水 | 色欲av亚洲一区无码少妇| 国产成人无精品久久久| 久久精品国产亚洲av天美| 丰满少妇a级毛片| 激情另类小说区图片区视频区| 国产三级在线观看性色av| 一本之道久久一区二区三区| 国产肥熟女视频一区二区三区| 亚洲女同精品一区二区久久| 国产亚洲av一线观看| 国产精品福利一区二区| 天天影视色香欲综合久久| 国产一区二区三区观看视频| 国产一区二区三区在线观看第八页| 欧美a级毛欧美1级a大片免费播放| 国产日b视频| 亚洲成在人网站天堂日本| 国产猛烈高潮尖叫视频免费| 美女大量吞精在线观看456 | 亚洲国产精品亚洲高清|