OMMT复合材料的湿热老化性能研究.pdf

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1、68工程塑料应用2010年，第38卷，第10期PP／PA6／APP／OMMT复合材料的湿热老化性能研究陈雨玲，伍玉娇，蒙日亮。(1．贵州大学材料科学与冶金工程学院，贵阳550003；2．贵州省材料技术创新基地，贵阳550014；3．东风柳州汽车有限公司，柳州545000)摘要采用熔融挤出插层制备聚丙烯(PP)／尼龙6(PA6)／聚磷酸铵(APP)／有机蒙脱土(OMMT)阻燃复合材料，研究温度80℃、湿度93．1％的湿热老化条件对复合材料性能的影响。结果表明，随着湿热老化时间的延长，复合材料的表面形貌变得很差，产生大量的粗糙白斑。当OMMT含量较低时，复合材料的拉伸强度随湿热老化时间的延长先上

2、升后下降。而当OMMT含量较高时，复合材料的拉伸强度随着湿热老化时间的延长而下降。弯曲强度的变化规律与拉伸强度相似。缺口冲击强度则随着老化时间的延长而提高。引起复合材料破坏的主要原因并非是湿热老化反应导致的分子链断裂，而是复合材料内积聚的水泡和水分子渗入到各相界面引起界面粘结强度下降导致的结果。关键词聚丙烯尼龙6蒙脱土湿热老化力学性能聚合物材料由于种类众多，合成方法简单，价格MAH)：CMG9805，上海日之升新技术发展有限公低廉，具有良好的物理力学性能与加工性能，因而在司：人们日常生活和工业领域中应用十分广泛。但是聚聚磷酸铵(APP)：APP一1000，杭州三鑫贸易公合物最大的缺点是抗老化

3、性差，经紫外光(300～司。400nm)辐照后会引起降解⋯，其次在高温和高湿1．2主要仪器与设备度的条件下聚合物制品易出现变色、开裂等老化现同向双螺杆混炼挤出机：TSE一40A型，南京瑞象。因此，应考虑温度、湿度和区域气候等因素亚高聚物装备有限公司；注塑机：CJ8OMz—NC11型，震德塑料机械厂有对材料性能的影响。限公司；老化试验是用于评价和研究材料在一定环境下恒温湿热老化箱：DHS一800型，重庆银河设备的耐老化性能和老化规律的一种手段J。复合材有限公司；料老化试验的方法很多，但一般可分为两类：一类是液晶式摆锤冲击试验机：ZBC一4B型，深圳市自然老化试验方法；另一类是人工老化试验方新三

4、思计量技术有限公司；法，湿热老化就是人工老化中的一种。在湿热老化微机控制电子万能试验机：WDW一10C型，上试验中，湿热环境对复合材料性能的影响主要是通海华龙测试仪器公司；过树脂基体、增强材料及树脂一增强材料粘接界面红外光谱仪：670型，美国Nicolet公司；的不同程度的破坏而引起转变；温度变化产生热应扫描电子显微镜(SEM)：KYKY一2800B型，北力损伤；吸湿结晶化产生裂纹扩展、基体降解刍苣[11—12]京中科科仪技术发展有限公司。寸01．3试样制备笔者采用熔融挤出插层法制备出改性聚丙烯先将PA6、POE—gMAH、OMMT进行一次挤出共(PP)阻燃复合材料，研究了温度8O、湿度93

5、．1％混，然后再与PP基体和APP共混并挤出造粒，经切湿热条件下老化时间对复合材料性能的影响。粒后再烘干，然后注塑试样。注塑温度设定为1实验部分205℃／215℃／225℃，注塑时间8s，冷却时间20S。1．1原材料其中组分PA6／POE．g．MAH／APP为定量，OMMT质PP：T30S，广东茂名石化公司；量分数从0到8％进行变化，步长为2％。试样依次尼龙6(PA6)：1013B，日本宇部兴产株式会社；标记为A、B、C、D和E，试样于恒温箱中放置24h有机蒙脱土(OMMT)：浙江丰虹粘土化工有限进行热应力消除。将试样在温度80cI=、湿度93．1％公司；马来酸酐接枝(乙烯／辛烯)共聚物(P

6、OE．g—收稿日期：2010—07-23陈雨玲，等：PP／PA6／APP／OMMT复合材料的湿热老化性能研究69的湿热条件下放置不同时间，考察性能变化情况。于分子链作规整的运动。当老化进行到400h时，1．4性能测试复合材料的拉伸强度出现大幅度降低，这可能有三拉伸强度按GB／T1040—1992测试，拉伸速率方面的原因：一是水分子逐步渗透到材料体系内部50mm／min；降低了大分子的作用力，水分子进一步积聚形成水弯曲强度按GB／T9341—2000测试，压缩速率泡；二是水分子的渗入导致PP基体分子链断裂，发2mm／min；生化学降解，分子量下降；三是水分子的渗入降低了缺口冲击强度按GB／T1

7、843—1996测试；界面处PP基体与PA6和OMMT的粘接强度，导致微观形貌用SEM观察，工作电压25kV；界面脱粘¨。弯曲强度的变化规律与拉伸强度相红外测试采用KBr压片法，测出复合材料湿热似。缺口冲击强度则随着老化时间的延长而提高，老化前后的红外谱图，观察其差别。这是由于扩散进入PP基体内部的水分子引起物理2结果与讨论水增塑，水增塑会使PP材料的韧性增加。特别是2．1湿热老化时间对PP／PA6／APP／