【课件】尼龙66增强增韧改性PPT
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Байду номын сангаас
•
在玻璃纤维加入的同时，起填充的同时，玻璃纤维
• 关 键 词：聚酰胺 玻璃纤维 增强 增韧 共混改 性
• 一 引言
•
聚酰胺（俗称尼龙）具有优异的力学性能、电性能、耐化学药
品性、自润滑性，良好的成型加工性能。历年来产量居五大工程塑料
之首，在代替传统的金属结构材料方面一直稳定增长。如汽车部件、
机械部件、电子电器等领域得到广泛应用。但聚酰胺工程塑料耐热性
和耐酸性较差，在干态和低温下冲击强度偏低；吸水率，成型收缩率
较大，影响制品尺寸稳定性和电性能。为适用聚酰胺在不同领域的发
展，这就要求聚酰胺具有更高的机械强度，耐热性能。机械部件，铁
路机车用聚酰胺均对PA的力学性能，尺寸稳定性提出了很高的要求。
因此，对尼龙的改性始在必然，采用嵌段、接枝、共混、填充等改性
•
拉伸性能：按GB1040-79进行；
•
弯曲强度：按GB1042-79进行；
•
悬臂梁缺口冲击强度：按GB/T1843进行；
•
简支梁无缺口冲击强度：按GB/T1043进行；
• 4.4.2热变形温度
•
采用维卡软化点测定仪
五 结果讨论与分析
• 5.1.1玻璃纤维的选择及增强机理 • 玻璃纤维对尼龙的增强已得到广泛应用，其研究也相对成熟，玻璃纤
•
单纯尼龙66的增强改性，能够使其
•
Lumini等人[3]研究了短玻璃纤维增
强PA66复合材料中纤维取向与断裂韧性之
间的关系，在一定范围内，断裂韧性与纤
维的取向成线性关系，在不同的范围内斜
率不同，他们进而在微观结构层面用不同
的断裂机理来解释不同这一结果。化工部
晨光化工研究院研制了桑塔纳轿车硬度玻
璃纤维增强PA66塑料，与普通玻璃纤维增
技术和工艺得到关注和发展，使其向多功能发展。
•
采用无机填料填充改性可以提高一些性能
和降低成本。但研究表明，在PA66中加入刚性粒
子时，通常在提高材料刚性的同时，降低了材料
的韧性，填充量越高，其作用越显著；在另外一
些场合采用弹性体增韧PA66，使材料提高了韧性，
改善了低温冲击性能，但又使材料的刚性下降。
4.2主要设备仪器
• 双辊炼塑机SK-160B • 同向双螺杆挤出机TSE-40A/400-22-36 • 塑料注射成型机SZ-120 • 悬臂梁缺口冲击试验机 • 简支梁无缺口冲击试验机 • 万能拉力试验机 • 热变形维卡软化点测定仪
4.3共混物的制备工艺及试样的制备
4.4 性能测试
• 4.4.1力学性能
玻璃纤维作为增强材料带来的力学性能的
提高，同时探讨了不同增韧剂PE，EPDM，
POE在增韧的同时对基体力学性能的影响。
以寻求在保持玻璃纤维填充尼龙66一定刚
性的同时，较大的提高材料的冲击强度，
以求获得综合力学性能优异的增强增韧材
料。
四 实验部分
4.1主要原料
PA66 PA6切片 玻璃纤维（GF） 线性低密度聚乙烯（LLDPE） 三元乙丙橡胶（EPDM） 乙烯-辛烯共聚物（POE） 马来酸酐（MAH） 过氧化二异丙苯（DCP） 二甲亚砜（加电子给予体） 抗氧剂1098，168 润滑剂（PE蜡） 偶联剂KH-570
为了平衡冲击性能和刚性，提高材料的综合性能
和降低成本，可采用PA66-弹性体-刚性体三元共
混复合的办法。以获得增强增韧PA66工程塑料，
使其扩大在某些领域的应用范围。
• 二 综述
•
中国某研究所研制的超韧PA66（SL-
008），以尼龙66树脂为基体，利用多组分
弹性体增韧剂的协同作用，通过共混接枝
改性，从而获得极佳的增韧效果，再加入
增韧较合理，在较大的提高增强增韧材料韧性的同时，保持了一定高
度的刚性。文中将着重探讨聚烯烃及弹性体对改性尼龙66力学性能的
影响。
•
由此可见，增强增韧改性尼龙66的性能和值得关注，在增强的
同时如何提高材料韧性，在增韧的同时如何保持材料的刚性是需要解
决和拓展的问题。
三 方案设计
•
本文着重考察了以尼龙66为基体，
玻璃纤维增强，使其综合性能得以提高，
SL-008的弯曲强度大于或等于19kj/m2，热 变形温度大于或等于243℃[1]，辽阳石油化
纤公司采用填充部分玻璃纤维（GF），共
混部分低密度聚乙烯（LDPE），聚丙稀 （PP）及其马来酸酐接枝物（-g-MAH）等
合金技术，成功研制出了高强度，高韧性，
加工性能好，成本低的增韧的改性PA66工 程塑料[2]。
尼龙66增强增韧改性
• 摘要：针对玻璃纤维增强聚酰胺材料韧性差的问 题，对聚酰胺/玻璃纤维复合体系的增韧进行了研 究，考察了玻璃纤维、改性聚合物对共混材料力 学性能的影响。对PA/聚烯烃、PA/聚烯烃弹性体、 不同类型PA合金等几类增韧体系进行了详细介绍。 其中聚烯烃应用范围广泛。采用聚烯烃增韧与玻 璃纤维共混，在保持复合材料拉伸强度和模量的 同时，较大地提高了冲击强度，获得了综合力学 性能优异的纤维增强聚酰胺材料。
采用的弹性体的增韧的效果较好能够较大的提高尼龙的韧性，如尼龙
基体中加入5～20份的EPDM其缺口冲击强度可以提高4～6倍，但在
增韧的同时，对尼龙66的刚性影响较大。而采用有机刚性粒子增韧，
如聚烯烃类PE、PP，在较高的提高尼龙66韧性的同时，对尼龙66的
刚性影响也相对较小，因此作为增强增韧体系的增韧剂，选用聚烯烃
维增强尼龙后，其拉伸强度，弯曲强度等力学性能得到了大幅提高， 这就是玻璃纤维抵抗外力的贡献。由于尼龙在共混过程中，在双螺杆 挤出机高速剪切作用下，被剪切成一定长度的纤维，并均匀的分布在 尼龙基体树脂中，混合挤出过程中，玻璃纤维会沿轴向方向产生一定 程度的取向，当制品受到外力作用时，从基体传到玻璃纤维时，力的 方向会发生变化，即沿取向方向传递，这种传递作用在一定程度上起 到外力的分散作用，即能量分散作用，这就增强了材料承受外力作用 的能力，在宏观上，显示出材料的拉伸强度、弯曲强度等力学性能的 大幅度提高。
强尼龙66相比，具有较高的硬度，其他物
理性能相当，开发该类材料的关键是在
PA66结晶过程中添加成核剂，并通过改变
挤出机螺杆捏合块的组合，改善玻璃纤维
的分散性和成核剂的分散均匀性[4]。本文
将探讨玻璃纤维含量、长度及种类对尼龙
66力学性能的影响。
•
说弹性体的增韧效果较好，如PA/EPDM，PA/POE，PA/EVA，
•
在玻璃纤维加入的同时，起填充的同时，玻璃纤维
• 关 键 词：聚酰胺 玻璃纤维 增强 增韧 共混改 性
• 一 引言
•
聚酰胺（俗称尼龙）具有优异的力学性能、电性能、耐化学药
品性、自润滑性，良好的成型加工性能。历年来产量居五大工程塑料
之首，在代替传统的金属结构材料方面一直稳定增长。如汽车部件、
机械部件、电子电器等领域得到广泛应用。但聚酰胺工程塑料耐热性
和耐酸性较差，在干态和低温下冲击强度偏低；吸水率，成型收缩率
较大，影响制品尺寸稳定性和电性能。为适用聚酰胺在不同领域的发
展，这就要求聚酰胺具有更高的机械强度，耐热性能。机械部件，铁
路机车用聚酰胺均对PA的力学性能，尺寸稳定性提出了很高的要求。
因此，对尼龙的改性始在必然，采用嵌段、接枝、共混、填充等改性
•
拉伸性能：按GB1040-79进行；
•
弯曲强度：按GB1042-79进行；
•
悬臂梁缺口冲击强度：按GB/T1843进行；
•
简支梁无缺口冲击强度：按GB/T1043进行；
• 4.4.2热变形温度
•
采用维卡软化点测定仪
五 结果讨论与分析
• 5.1.1玻璃纤维的选择及增强机理 • 玻璃纤维对尼龙的增强已得到广泛应用，其研究也相对成熟，玻璃纤
•
单纯尼龙66的增强改性，能够使其
•
Lumini等人[3]研究了短玻璃纤维增
强PA66复合材料中纤维取向与断裂韧性之
间的关系，在一定范围内，断裂韧性与纤
维的取向成线性关系，在不同的范围内斜
率不同，他们进而在微观结构层面用不同
的断裂机理来解释不同这一结果。化工部
晨光化工研究院研制了桑塔纳轿车硬度玻
璃纤维增强PA66塑料，与普通玻璃纤维增
技术和工艺得到关注和发展，使其向多功能发展。
•
采用无机填料填充改性可以提高一些性能
和降低成本。但研究表明，在PA66中加入刚性粒
子时，通常在提高材料刚性的同时，降低了材料
的韧性，填充量越高，其作用越显著；在另外一
些场合采用弹性体增韧PA66，使材料提高了韧性，
改善了低温冲击性能，但又使材料的刚性下降。
4.2主要设备仪器
• 双辊炼塑机SK-160B • 同向双螺杆挤出机TSE-40A/400-22-36 • 塑料注射成型机SZ-120 • 悬臂梁缺口冲击试验机 • 简支梁无缺口冲击试验机 • 万能拉力试验机 • 热变形维卡软化点测定仪
4.3共混物的制备工艺及试样的制备
4.4 性能测试
• 4.4.1力学性能
玻璃纤维作为增强材料带来的力学性能的
提高，同时探讨了不同增韧剂PE，EPDM，
POE在增韧的同时对基体力学性能的影响。
以寻求在保持玻璃纤维填充尼龙66一定刚
性的同时，较大的提高材料的冲击强度，
以求获得综合力学性能优异的增强增韧材
料。
四 实验部分
4.1主要原料
PA66 PA6切片 玻璃纤维（GF） 线性低密度聚乙烯（LLDPE） 三元乙丙橡胶（EPDM） 乙烯-辛烯共聚物（POE） 马来酸酐（MAH） 过氧化二异丙苯（DCP） 二甲亚砜（加电子给予体） 抗氧剂1098，168 润滑剂（PE蜡） 偶联剂KH-570
为了平衡冲击性能和刚性，提高材料的综合性能
和降低成本，可采用PA66-弹性体-刚性体三元共
混复合的办法。以获得增强增韧PA66工程塑料，
使其扩大在某些领域的应用范围。
• 二 综述
•
中国某研究所研制的超韧PA66（SL-
008），以尼龙66树脂为基体，利用多组分
弹性体增韧剂的协同作用，通过共混接枝
改性，从而获得极佳的增韧效果，再加入
增韧较合理，在较大的提高增强增韧材料韧性的同时，保持了一定高
度的刚性。文中将着重探讨聚烯烃及弹性体对改性尼龙66力学性能的
影响。
•
由此可见，增强增韧改性尼龙66的性能和值得关注，在增强的
同时如何提高材料韧性，在增韧的同时如何保持材料的刚性是需要解
决和拓展的问题。
三 方案设计
•
本文着重考察了以尼龙66为基体，
玻璃纤维增强，使其综合性能得以提高，
SL-008的弯曲强度大于或等于19kj/m2，热 变形温度大于或等于243℃[1]，辽阳石油化
纤公司采用填充部分玻璃纤维（GF），共
混部分低密度聚乙烯（LDPE），聚丙稀 （PP）及其马来酸酐接枝物（-g-MAH）等
合金技术，成功研制出了高强度，高韧性，
加工性能好，成本低的增韧的改性PA66工 程塑料[2]。
尼龙66增强增韧改性
• 摘要：针对玻璃纤维增强聚酰胺材料韧性差的问 题，对聚酰胺/玻璃纤维复合体系的增韧进行了研 究，考察了玻璃纤维、改性聚合物对共混材料力 学性能的影响。对PA/聚烯烃、PA/聚烯烃弹性体、 不同类型PA合金等几类增韧体系进行了详细介绍。 其中聚烯烃应用范围广泛。采用聚烯烃增韧与玻 璃纤维共混，在保持复合材料拉伸强度和模量的 同时，较大地提高了冲击强度，获得了综合力学 性能优异的纤维增强聚酰胺材料。
采用的弹性体的增韧的效果较好能够较大的提高尼龙的韧性，如尼龙
基体中加入5～20份的EPDM其缺口冲击强度可以提高4～6倍，但在
增韧的同时，对尼龙66的刚性影响较大。而采用有机刚性粒子增韧，
如聚烯烃类PE、PP，在较高的提高尼龙66韧性的同时，对尼龙66的
刚性影响也相对较小，因此作为增强增韧体系的增韧剂，选用聚烯烃
维增强尼龙后，其拉伸强度，弯曲强度等力学性能得到了大幅提高， 这就是玻璃纤维抵抗外力的贡献。由于尼龙在共混过程中，在双螺杆 挤出机高速剪切作用下，被剪切成一定长度的纤维，并均匀的分布在 尼龙基体树脂中，混合挤出过程中，玻璃纤维会沿轴向方向产生一定 程度的取向，当制品受到外力作用时，从基体传到玻璃纤维时，力的 方向会发生变化，即沿取向方向传递，这种传递作用在一定程度上起 到外力的分散作用，即能量分散作用，这就增强了材料承受外力作用 的能力，在宏观上，显示出材料的拉伸强度、弯曲强度等力学性能的 大幅度提高。
强尼龙66相比，具有较高的硬度，其他物
理性能相当，开发该类材料的关键是在
PA66结晶过程中添加成核剂，并通过改变
挤出机螺杆捏合块的组合，改善玻璃纤维
的分散性和成核剂的分散均匀性[4]。本文
将探讨玻璃纤维含量、长度及种类对尼龙
66力学性能的影响。
•
说弹性体的增韧效果较好，如PA/EPDM，PA/POE，PA/EVA，