试析POE-g-MAH对玻纤增强高温尼龙复合材料力学性能的影响

试析POE-g-MAH对玻纤增强高温尼龙复合材料力学性能的影响发布时间：2023-02-03T03:16:52.014Z 来源：《科学与技术》2022年第18期作者：韩丽燕[导读] 尼龙（PA）树脂增强之后，可明显提高强度，
韩丽燕广东美塑塑料科技有限公司广东东莞 523000 [摘要]尼龙（PA）树脂增强之后，可明显提高强度，替代金属材料被应用至各种不同的结构部件当中。

而POE-g-MAH加入后，玻纤增强高温尼龙复合材料自身力学性是否会有变化产生，是广大研究者所需重点研究的一方面问题。

故本文主要探讨POE-g-MAH对于玻纤增强高温尼龙复合材料自身力学性能所产生影响情况，仅供参考。

[关键词]复合材料；玻纤；尼龙；增强高温；POE-g-MAH；力学性能；影响前言：
因PA材料冲击性能对缺口比较敏感，故低温环境当中使用，往往需对PA材料实施增韧改性。

因而，对POE-g-MAH对于玻纤增强高温尼龙复合材料自身力学性能所产生影响情况开展综合分析较为必要。

1、关于玻纤增强高温尼龙复合材料概述
所谓尼龙（PA）增强改性，即加入纤维状、粒状、片状等有一定增强作用的材料，以原耐化学性及加工性不变为基础，促使其实际弯曲强度和拉伸强度得到提升，对尺寸的稳定性及其耐热性起到改善作用。

增强PA，其从属非金属类型结构材料，玻纤增强的PA材料属于增强PA当中性能最为优异，且价格最为适宜的一类材料[1]。

2、影响分析2.1材料设备
此次选定材料包含着PA6T/66、PA10T、POE-g-MAH、氨基硅烷的偶联剂及短切式玻璃纤维；选定双螺杆挤出装置、注塑装置、毛细管的流变仪器、SEM等为主要设备。

2.2结果分析2.2.1在增韧剂层面
一是，在增韧剂对于PA基不同复合材料自身力学性能所产生影响情况分析层面。

增韧剂，其对于PA材料缺口冲击可起到一定改善作用，特别是针对低温缺口的冲击性能，适当增加增韧剂实际含量，对材料自身弯曲模量、弯曲强度、拉伸强度等会有负面效果产生。

20%玻纤增强的PA66体系当中，因添加了POE-g-MAH，致使材料自身弯曲模量、弯曲强度、拉伸强度等有所降低；20%玻纤增强PA6T/66、PA10T高温的PA体系当中，随着POE-g-MAH添加含量的增加，弯曲模量呈逐渐下降趋势，而弯曲强度和拉伸强度呈先升后降的变化趋势。

针对于PA6T/66体系当中，POE-g-MAH为5%添加量情况之下，可达到最佳的增强效果，拉伸强度及其弯曲强度实际提升率分别达到19%、15%；针对PA10T体系当中，POE-g-MAH为15%添加量情况之下，可达到最佳的增强效果，拉伸强度及其弯曲强度实际提升率分别达到25%、20%。

20%玻纤增强的尼龙材料整个体系当中，弯曲模量、弯曲强度、拉伸强度，其伴随着POE-g-MAH实际含量增加而呈变化趋势。

PA10T、PA6T/66体系当中，弯曲强度、拉伸强度呈先升后降趋势，二者达到最大的强度值情况下，POE-g-MAH实际添加量差异明显；PA6T/66整个体系达到最大强度况下，POE-g-MAH为5%添加量；而PA10T体系为最大强度情况下，该POE-g-MAH为15%添加量[2]；二是，在玻纤增强高温PA内部韧剂基本作用机理层面。

PA体系当中添加增韧剂，会增加熔体黏度，增韧剂处于玻纤增强高温的PA材料当中基本作用机理，即通过增强体系黏度，有效传递螺杆对于熔体所产生的剪切作用，使得玻纤分散和分布性较为良好，提升了材料的自身性能。

对于POE-g-MAH不同含量之下PA6T/66毛细管，实施流变测试，对挤出过程当中熔体处于剪切作用之下黏度变化情况实施模拟分析后可了解到，POE-g-MAH不同含量之下，PA6T/66黏度无明显差异。

故增韧剂加入后所致体系熔体总体黏度变化，其并非属于提升材料自身力学性能最为主要的一方面原因。

POE-g-MAH不同含量之下，结合PA6T/66材料相应冲击样条的断面扫描后发现，在未加入POE-g-MAH情况下，冲击样条的断面上面玻纤表面呈光滑状，PA基体无明显包覆迹象，这就表明了未加入POE-g-MAH这种高温的PA体系当中，玻纤和树脂相互间结合不佳；5%的POE-g-MAH，PA6T/66体系内样条断面的玻纤表面褶皱明显，如此表明了基体树脂已经有效包覆于玻纤表面部位。

那么，结合SEM结果了解到存在着POE-g-MAH情况下，玻纤和PA6T/66整个界面结合得以增强，界面的相容剂所发挥作用显著。

如图1当中所显示的，未入POE-g-MAH情况之下，结合PA66的复合材料当中样条断面的SEM图可了解到，PA66体系当中，玻纤和树脂总体结合良好，玻纤上面包覆着PA树脂。

高温的PA材料实际加工温度一般＞300℃，PA6T/66、PA10T、PA66最高的加工温度此次分别设定330℃、340℃、280℃。

未加入POE-g-MAH情况下，PA66体系当中，树脂和玻纤界面结合良好；针对未加入POE-g-MAH情况下，高温的PA体系当中，玻纤表面整体比较光滑，无树脂包覆。

高温PA实际加工温度相对较高的情况下，玻纤表面部位偶联剂产生降解损失，玻纤和树脂结合则相对较差。

对样条实施冲击实验后了解到，树脂当中直接抽出玻纤，表面光滑，加入POE-gMAH这一体系当中，POE-g-MAH为界面部位相容剂，促使加工过程当中玻纤表面部位损失偶联剂作用得以弥补，玻纤和树脂相互间达到良好结合力，但因持续增加POE-gMAH实际加入含量，增韧剂致使强度性能呈下降趋势，高温的PA体系当中弯曲与其拉伸强度呈先升后降趋势。

相关研究者围绕着增韧剂对于玻纤增强液晶的聚合物 (LCP) 实际力学性能所产生影响开展分析工作当中发现，LCP实际加工温度高于高温的PA材料，而PA10T达到更高加工温度，最高强度之下，POE-g-MAH实际添加量更多。

但需注意PA66体系当中，加工温度不会致使玻纤表面部位偶联剂产生极大地降解损失情况。

3、结语
综上所述，玻纤增强PA6T/66、PA10T高温的PA体系当中，而弯曲强度和拉伸强度伴随着POE-g-MAH实际含量的增加，呈先升后降这一变化趋势；POE-g-MAH情况下，玻纤和PA6T/66整个界面结合得以增强，界面的相容剂所发挥作用显著。

PA树脂明显紧密包覆着玻纤表面，偶联剂促使两者界面更具相容性。

参考文献：
[1]李胤,周松,鲁超飞,等.POE-g-MAH对导电炭黑/尼龙6复合材料性能和形貌的影响[J].塑料,2021(004):050.
[2]黄绍军,蒋似梅,梁小良,等.玻纤含量对玻纤增强尼龙66复合材料性能的影响[J].工业技术创新,2020,7(6):4.
[3]王斌、罗晓宇、王琛、周晓蕊、胡颖晖、房二鑫.纳米Al_2O_3粒子含量对碳泡沫复合材料力学和高温氧化性能的影响[J].材料导
报,2020,v.34(18):163-168.。