PA66PP晶须硅复合材料的制备与性能.pdf

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1、彭剑，等：PA66／PP／晶须硅复合材料的制备与性能PA66／PP／晶须硅复合材料的制备与性能彭剑曹有名(广东工业大学材料与能源学院，广州510006)摘要通过双螺杆挤出机采用熔融共混的方法制备了尼龙(PA)66／聚丙烯(PP)／晶须硅复合材料。研究了偶联剂的种类以及晶须硅的用量对复合材料体系力学性能、微观形态和热性能的影响。结果表明，采用硅烷偶联剂KH560处理的晶须硅具有较好的分散性。晶须硅能够显著提高PA66／PP合金的拉伸和弯曲强度，对复合材料的韧性也有一定的改善效果。PA66／PP／晶须硅复合材料的耐热性与热稳定性也得到了改善。当晶须硅的质量分数为30％时

2、，材料的性能最佳，其拉伸强度提高39。9％，弯曲强度提高27．】％，韧性提高27．6％，热变形温度从78℃提高到101．7℃。关键词尼龙66聚丙烯晶须硅复合材料硅烷偶联剂晶须是指具有一定长度比(一般大于10)和截PP：T30S，茂名石化；面积小于5．2X10“cm。的单晶纤维材料，具有显微PP接枝马来酸酐(PP—g—MAH)：接枝率0．6％～增强与填充能力，可用于制备复合材料¨J。晶须可0．8％，佛山市南海柏晨高分子新材料有限公司；分为有机晶须和无机晶须两大类。由于晶须几何尺晶须硅：1．6m(8000目)，上海汇精亚纳米新寸细小，长径比较大，并且在结晶时原子结构排列

3、高材料有限公司；度有序，内部几乎无缺陷，因而它的强度接近于材硅烷偶联剂：KH560，南京联硅化工。料原子间价键理论强度，远远超过了目前使用的大1．2主要设备部分增强剂，是一种高性能的增强材料。晶须双螺杆挤出机：SHL一41型，南京瑞亚高聚物设作为一种增强剂，能够提高复合材料的强度、韧性、备有限公司；硬度、耐热性、耐磨性、耐腐蚀性和触变性等。因此注塑机：CJ110E型，震德塑料机械有限公司；应当加强晶须的研究开发，加速晶须的推广应热重一差示扫描量热(TGA—DSC)仪：SDT用一6。。2960型，美国TA公司；晶须硅是近年来开发的一种新型晶须品种，具扫描电子显微镜(S

4、EM)：JSM一6380LA型，日有许多优异的性能特点。与无碱短玻纤相比，晶须本电子JEOL公司；硅加入到树脂中可以改善加工性能，提高产品的光微机控制热变形维卡软化点温度试验机：SWB洁度，降低产品收缩率，消除浮纤外露等，并且晶须一300A型，上海思尔达科学仪器有限公司；硅的价格比无碱短玻纤便宜近一半，可以大大降低电子万能拉力试验机：CMT系列，深圳市新三生产成本，具有极高的应用价值j。思材料检测有限公司；尼龙(PA)66是一种应用广泛的工程塑料，具悬臂梁冲击试验机：XJU一22型，德盛检测设备有较好的综合性能，但同时存在着韧性和吸水性较有限公司。差等缺点。聚丙烯(

5、PP)具有较好的低温抗冲击性1．3试样制备能且几乎不吸水，但PP是一种非极性的聚合物，与对晶须进行湿法处理9：将硅烷偶联剂KH560强极性的PA66不具有热力学相容性，因此提高两按一定质量分数加入到配制好的乙醇与蒸馏水混合者的相容性是制备PA66／PP合金的关键J。笔者溶剂中，加入醋酸调节pH值，预水解1h。将干燥通过选择合适的增容剂制得PA66／PP，在此基础上好的晶须硅于高速搅拌机内搅拌，同时加入硅烷偶引入晶须硅粒子，制备出PA66／PP／晶须硅复合材联剂溶液，快速搅拌分散均匀，得到的浆料真空除去料，降低了产品成本，拓宽了PA66／PP的应用领域。大部分水，烘干

6、后粉碎备用。1实验部分将处理好的晶须硅和PA66、PP加入到搅拌机1．1原材料PA66：101F，美国杜邦公司；收稿日期：2011—03-06工程塑料应用2011年，第39卷，第5期中机械混合均匀，于双螺杆挤出机中挤出造粒、干须硅对PA66／PP复合材料拉伸、弯曲强度的影响。燥，然后注塑成标准试样。从图2可以看出，随着晶须硅含量的增加，材料的拉籁靶1．4性能测试与表征伸、弯曲强度呈先增加后降低趋势。当晶须硅质量％晶须硅的偶联改性效果由活化指数表征：分分数为30％时，两者均达到最大值，拉伸强度和弯别称取一定量的改性后的样品，加入盛有～定量蒸曲强度比未添加晶须硅时分别提

7、高了39．9％和馏水的烧杯中，充分搅拌并静置1h以上，然后将沉27．1％。但当继续增大晶须硅用量时，复合材料的降于烧杯底部的物料分离，干燥后称重()。用原强度反而降低，这是因为晶须硅含量过高，基体的含样质量()减去其沉降部分质量，即可得到样品中量相对减少，由于晶须硅分子问的作用力远小于晶漂浮部分的质量(一：)，粉体的活化指数R=须硅与基体分子间的作用力，导致强度降低。同时(一)／。由于晶须硅用量过多时，其在树脂基体中的分散性拉伸性能按GB528—1998测试；缺口冲击强度变差，出现了局部团聚现象，在受到外部载荷时首先按GB／T1843—1996测试；维卡软化温度