玻璃纖維增強聚酰胺性能的研究
摘 要:本文將以30%玻璃增強的聚胺66(PA66)作為實驗對象,通過使用紫外加速儀研究了輻照時間對PA66的吸濕率,形貌的影響等進行了分析與研究。實驗表明使用玻璃纖維增強的聚酰胺經過紫外線的老化后的吸濕率能夠明顯的比為使用玻璃纖維增強的聚酰胺要低。玻璃纖維能夠顯著增強聚酰胺的拉伸強度、彎曲強度等。
關鍵詞:玻璃纖維
聚酰胺,即PA,俗稱尼龍,具有很好的機械性能、耐熱性等,易加工,多用于玻璃纖維和其他材料填充增強改性等方面。因為其具有良好的性能,而在各國得到了廣泛的發展,聚酰胺的產量占工程塑料的位,并在汽車、電子電器、機械、日用消費品等諸多領域加以推廣。
20世紀30年代后,玻璃纖維以其無毒、質輕等優勢在軍事方面、建筑、汽車、化工等工業中對于軸承、齒輪的制造發揮了巨大的作用。特別是在耐腐蝕化學領域中,得到了廣泛的應用。
1 實驗部分
1.1 材料
PA66:EPR27(原生料),2730G(玻璃纖維增強料,含30%玻璃纖維)。
1.2 儀器設備
選用的是德國Sartorius公司的型號為BSIIOS的數顯分析天平;電液伺服試驗機分別選用的是英國INSTRON公司的產品,型號為INSTRON1341,其拉伸速度為5mm/rain;電液和英國MTS公司的產品,型號為MTS810,彎曲速度2mm/min,跨距64mm,彎曲擾度6mm,紫外加速儀是Q-U-V型,由美國Q-Panel公司生產;還有掃描電子顯微鏡日本日立公司生產,加速電壓為1kV~40kV,二次電子像分辨率60×10m-10m。
1.3 性能測試
按照GB/T16422.3-1997進行進行紫外加速試驗,光源為13nm,光照是60°×8h,冷凝為50℃×4h。將原始試樣制備完畢后存放于棕色干燥器中,避光保存。在進行試驗之前要對所有用于試驗的試樣進行稱重并作為原始質量,然后放入紫外加速儀中開始試驗。按照一定的時間規律去除,輕拭表面的水分,干燥2d后迅速用分析天平稱量。按照計算公式得出結果,并于原始質量進行比較。
2 玻璃纖維對PA66老化形貌的影響
對于解釋玻璃纖維對于增強PA66老化過程來說,觀察期表面變化的過程是非常關鍵的。圖1是樣品在分別老化3周和6周時的掃描電鏡圖,可以看出EPE27的原始模樣在經過3周的老化后,有了明顯的裂紋,而六周之后原先的大塊又分裂成了小塊,并且表面以及發生了脫落,形成凹坑。而用玻璃纖維增強的2730G在3周后只是出現了細小均勻的裂紋,即使是在6周后,其裂紋程度也明顯小于EPR27。從EPR27的表面刻有看出老化周時均勻平整的表面列分有近12μm、而且裂縫比較深。而2730G隨著老化時間的增加,裸露的玻璃纖維也在增加,雷鋒寬度約為612μm,而且很錢。由此,可以看出運用了玻璃纖維,可以阻止裂紋的深入發展,減緩了PA66的老化速度。
3 結論
(1)玻璃纖維能夠明顯增強聚酰胺的拉伸強度和彎曲強度,紫外老化后的力學性能保持率也明顯提高。
(2)玻璃纖維能夠增強聚酰胺紫外老化后的吸濕率明顯比沒有增強聚酰胺的吸濕率要低。
(3)玻璃纖維能夠增強聚酰胺抗老化機理的原理在于玻璃纖維能夠阻止聚酰胺老化裂紋的進一步深化,而且阻止外界因素對聚酰胺本體的進一步腐蝕,使其大大減緩了老化速度。
4 結語
到現在為止,聚酰胺被用于工程塑料已經有了將近50年。工業的發展對聚酰胺的需求量一直居工程塑料的位。而隨著科技的發展,聚酰胺工業在長期發展中取得了許多喜人的成果,相信聚酰胺在未來的工業發展中將會獲得更加廣闊的天地。通過實驗,我們可以看出玻璃纖維對在增強聚酰胺的彎曲強度、拉伸強度方面有著非常明顯的效果,顯著增強了聚酰胺的抗老化機理。對于工業飛速發展的今天來說,這無疑是有著非常重大意義的。因此應該將這項技術推而廣之。










































