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1、增强聚丙烯汽车发动机风扇改性料的研制32塑料科技PLAS'HCSSCI.&IECHNOL()GYNo3(Sum.l67)June2(X)5增强聚丙烯汽车发动机风扇改性料的研制王洪增.李荣勋.刘保成.申欣.刘莉.刘光悴(1.海尔集团技术装备本部，山东青岛26&000;2.青岛科技大学新材料研究重点实验室，山东青岛266042)摘要:研究了偶联剂，玻璃纤维含量，相容剂,增韧剂，加工工艺条件等因素对玻璃纤维增强聚丙烯性能的影响.通过优化配方，得到综合性能良好的玻纤增强聚丙烯改性料，达到汽车发动机风扇改性料的性能指标.关键词
2、:玻璃纤维;聚丙烯;偶联剂;相容剂;增韧剂中图分类号:TQ3ZS.14文献标识码:A汽车发动机冷却风扇材料应具有高刚度，高韧性，耐热及良好的成型加工性，其材质为增强尼龙或改性聚丙烯.由于聚丙烯(PP)的价格比尼龙便宜半，因此大多数风扇使用改性PP材料.玻璃纤维增强PP除具有PP原有的耐化学腐蚀,电绝缘等优良性能外，其强度，硬度，刚度，耐热性等都大大提高，作为一种通用热塑性增强复合材料应用十分广泛，国外各大PP树脂生产商均有商品化的改性PP汽车风扇料.本文针对汽车风扇改性料的性能指标，采用玻璃纤维增强PP,研究了多种改性剂对玻
3、纤增强PP性能的影响，并得到综合性能比较理想的汽车发动机冷却风扇用PP改性料.1实验部分1」主要实验原料PP:共聚物，齐鲁石化公司；无碱玻璃纤维:市售；偶联剂；KH_—550,南京曙光化工厂；PCIE:美国DOW化学公司；PP-g-MAH:自制；其他助剂:市售.1-2主要仪器设备双螺杆挤出机S}iJ-.55南京科亚橡塑机械公司作者简介:王洪增，工程师,主要从事高分子材料改性研究及制品的成型加工工作.收稿日期:2005-02-25注射成型机・」250电子万能试验机WDS—10型简支梁冲击试验仪x(型热变形温度测量仪)aRw._
4、30o世1.3粒料制备工艺香港震雄集团济南试验机厂河北承德材料试验机厂承徳金建检测仪器制造厂(1)PP接枝物(增容剂)的制备将即与适量的MAH及其他助剂在高速混合机中混合后，用双螺杆挤岀机挤出造粒，制得PP—g-MAH.(2)玻纤增强PP的制备将PP与PP-g-MAH及其他辅料，助剂等按比例加入高速混合机内混合，用双螺杆挤出机的主加料装置定量加入共混料，从第4区加入定量的无碱玻璃纤维，与熔化的混合物料共混，挤出，牵引，冷却沏粒,制成玻纤增强PP改性粒料.玻纤增强即粒料的生产工艺流程如图1所示.1-4试样制备与性能测试按国家有
5、关标准注射成型标准试样.材料的拉伸强度，弯曲强度和弯曲弹性模量，简支梁缺口冲击强度及热变形温度分别按GB,TlO4o—1992,GB/T9341〜2000,GB,T1043—1993,GB1634-—1979测定.2结果与讨论2.1玻璃纤维的表面处理纤维增强材料主要是依赖纤维与树脂的牢固粘接，使树脂不能承载的负荷或能量转移到支撑的纤维上，负荷从局部传递到较大的范围甚至整个基体.从而提高树脂的力学性能.由于玻璃纤维与PP的亲和性较差，当PP发生断裂时不能很好地将承受的应力王洪增，等增强聚丙烯汽车发动机风扇改性料的研制33图1玻
6、纤增强PP粒料的生产工艺流程传递到玻纤上，因而未经表面处理而直接使用的玻纤增强PP性能较差.用硅烷偶联剂对玻纤表面进行处理，可以提高玻纤与PP树脂的界面粘合力….本实验选用硅烷偶联剂1()1一550处理玻纤表面.表1列出玻纤经偶联剂处理和未处理时,其增强PP的性能对比.表1玻纤的表面处理对增强PP(玻纤含量20%)性能的影响偶联剂质量拉伸强度弯曲强度弯曲模量冲击强度热变形温度含量(％)(胁)(~II,a)(a)(J/m)(°C)O38.546220o7.61520.5425225()08.5154由表1可见，经偶联剂处理的玻
7、纤增强PP的性能相对较高•这是由于硅烷偶联剂与PP和玻纤都有定程度的亲和性，即其分子的一端(亲水基)为可水解基团，水解后的硅耗基可与玻纤表面的硅耗基发生缩合反应，与玻纤表面形成化学键,实现良好的界面结合;而另一端(亲油基)与PP形成物理结合，从而使两者界面的粘接力增强，提高了玻纤增强PP的力学性能・2】.但由于PP分子结构中不存在活性基团，硅烷偶联剂不能与PP形成化学键，只能以范德华力与PR作用，因此，偶联剂对玻纤增强PP的界面虽有一定的促进作用，但效果不显着.2.2玻纤含量对玻纤增强PP性能的影响图2是玻纤含量对增强PP拉
8、伸强度和弯曲弹性模量的影响•图2表明,随着玻纤含量的增加，增强PP的拉伸强度和弯曲弹性模量成倍提高.当玻纤含量达到2o%时,弯曲弹性模量由初始的IOOOMPa增加到2500MPa,提高了1.5倍.玻纤增强PP的拉伸强度虽没有弯曲弹性模量提高的幅度大，但也得到了显着提高，玻纤含量对热变形温度
