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技术与应用

润滑剂TAF对玻璃纤维增强PBT复合材料性能的影响

2017-11-07 09:28 来源: 作者:

  助剂聂景辉戚嵘嵘周持兴茅大联张边21.上海交通大学化学化工学院。上海200240;2南通星辰合成材料有限公司。江苏南通226006合材料,研宄了润滑剂了人对玻璃纤维增强,81复合材料的玻璃纤维外露和性能的影响,结果发现,适量的了人可以减少树脂粒子之间树脂熔体与加工设备之间的相互摩擦,降低共混物在加工过程中的粘度,从而起到润滑作用。使玻璃纤维外露现象明显改善;同时也使,817玻璃纤维复合材料的性能发生了变化。具体现为低分子丁人,的加入使体系的冲击性能提高。拉伸强度降低,8丁的结晶温度也有所降低。结果明,添加1的可以很好地改善玻璃纤维外露现象,使冲击强度提高近1而弯曲强度几乎保持不变。

  聚对苯甲酸厂醉酯;1是种几打优良绽合性能的热塑性工程塑料,是目前工程塑料中发展比较快的品种之,由于其耐热性和刚性较差,很少单独使用。大部分采玻璃纤维,增玻璃纤维,强汀复合村料的特点是耐热性能优良。热变形温度比较高,长期使用温度可达180,左右1.但玻璃纤维增强订合材料也有玻站纤维外此制以面和机械加工设备磨损严,热钡阄,说玫酵夤酆托阅,都比较理,的玻璃纤维,强复合村料,人们址行了些研究工作15发现使用合适的润滑剂可以提玻璃纤维增强,8制品面的光洁度,防止玻璃纤维外露木文详细研允了润滑剂在玻璃纤维增强,8口‘0冲对复介村料的外观加工性能力学性能和结晶行为的影响。

  国家自然科学基金重大项目50390095和江苏省十攻关1实验部分1.1原料玻璃纤维,常熟江南玻璃纤维有限公司。

  1.2主要设备,速祝合机张家池行少通增料机械广液公司双螺杆挤出机,丁335,南京瑞亚聚合物装备有限公司;注塑机,0,宁波海人塑料机械有限公司不描重热仪,5,美国;1.1;1.冲。实验机,口0.01口1叩3.8英节凡7如公司。

  1.3材料制备和测试将订玻璃纤维和丁在双螺杆挤出机里血进行熔融挤出造粒,丁1燥后注射成所需的标准柞条。在咐。4465拉力机1.按,刖0638测试拉伸性能。

  按人30790进行弯曲性能的测试;冲击强度按左放入增锅十以人⑴为通入化流样先以50,的升温速度从室温加热至25,并恒温3以消除热历史1以1;的降温,度降温唯50,然后以101速度升温到250,研允1厂7寸共混物的结晶行为和熔融行为的影响。

  2结果与讨论2.1TAF对PBTCF共混体系外观的影响从1可以看出,加入1人后,共混体系的光洁度得到提高,玻璃纤维外露情况也得到明显改善,明1从付捉体系的外观有较明显的作用,这是山广从系在乙撑双脂肪酸酰胺的基础上引进极性基团3.结构为化型共聚物。能4的端坫相作用而降低,8丁与玻璃纤维之间的相互作力,使料玻璃纤维,强厂在熔融挤出时粘度降低,纤维在共浞物面发生,叫降低玻璃纤维外露。同,丁入的极性基团也可与1的末端基团进行反应,故1入起了相容剂的作用,从而在玻璃纤维和,81基体树脂之间形成了类似锚固结点,即交联点,改善了玻璃纤维与树脂的粘结状态,由于玻璃纤维在树脂中得到很好的包覆,在加工过程中玻璃纤维与树脂同步流动,不易扯汗。大人地减少了玻璃纤维的外露另外。山层膜,进而减少聚合物与加工设备之间的摩擦起到润滑作用,故材料的面光洁度也明显提高。

  光洁度目测不好玻璃纤维外露目测夕露不夕露不外露2.2丁对,817共混物加工性能的影响由1可以看出,玻璃纤维增强,81共混体系现出通常高分子熔体的般特点剪切变稀现象,即粘度随着剪切速率的,加而下降在剪切速率很小时,现出较高的粘度,而随着剪切速率的增加,体系中的分子链段受剪切而破坏,粘度大幅度下降。当在体系中加入1人时,1人,能有效降低共混体系的粘度,增加润滑性,并且共混体系粘度随着1人厂用量的增加而下降。这是由于在共混体系中,定量的1人可以降低;丁和,1;之间8丁和玻璃纤维之间的作1力5,使得分子链之间的相互作刖减弱。从而起到降低体系粘度的作用。1此,少量的1从可以改善在低剪切违率下的加工性能,适的丁使7共混体系更容易加工,消除玻璃纤维外露现象,提高面光洁度。

  2.3丁从对8170共混物力学性能的影响山23可,加适试的1可以提高具混物的弯曲强度和弯曲模量,这是由于少量的1人可以与,81和玻璃纤维相互作用,降低共混体系的粘度,使得加工更容易,玻璃纤维可以在,81基体中大量均勾分布,从而增加弯曲强度和模量;但是1人厂的加入量过多又使得共混物的弯曲模量和强度降低这是由于过景的,从会和;同,竞争玻璃纤维衣面的官能团,降低,81与玻璃纤维的粘附,使得弯曲强度和模量丁,含量到了相容剂的作用33,同,81与功能性分子的反应类似起到相容剂改善界面形态的作用,即改善了玻璃纤维与树脂的粘结状态。由于玻璃纤维和基体树月旨之间的力学作用层厚度,加,使处于玻璃纤维面的基体更易于发生剪切屈服,加了对冲击能的吸收和耗散效果,促进玻璃纤维对基体树脂之间的增韧效果,因此了人的加入可以提尚共混体系的冲击强度刀。

  另外。山尸丁,从肌止,3丁结品的作目,使体系的结晶度下降非晶含量增加,非晶区域也能有效吸收冲击能,导致冲击强度的增加。

  2.4TAF对PBTGF共混物的结晶和熔融行为的影响由于体系的结晶性能对共混复合材料的物理性能和力学性能有很大的影响,而结晶的相形态和结晶度又受到加工条件和低分子存在的影响,为此通过,3,曲线进步论低分子1对共混体系结晶忡能的影响。

  从6可以看出。1共混体系中加入低分子后,共混物中,61的结晶温度明显降低5而且随着丁入,含量的,加而下降,3,叩慕峋Х迕婊,丁,含量从闯5可姐着1量的增加,共混体系的冲击强度有所提高,这是由于了人系在乙撑双脂肪酸酰胺的基础进极件站1札玻璃纤维增强般用硅,偶联剂进行面处理,这样1人,的极性基团与硅烧偶联剂的长链末端通过范德华力产生很强大的吸弓力。可以降低界面张力,增加界面粘附力,同,从的结品温度,丁含5由4可随着1人厂含量的增加,共混体系的拉伸强度略有下降,这方面由于1人,是低分子,虽然起到润滑作用,但却降低几混体系的拉伸强设;4方面由于1人,的极性基团可与,81的末端基团反应而有阻止1结品的作,从而使体系的结晶度下降导致共混体系的刚性下降,使拉伸强度降低。

  丁,含虽共混体系的熔融曲线丁合啁的增加而逐渐减少也明共浞体系中丁工人尸低分子的官能团可以与,81的端基进行反应,使8丁的相对分产质讲,加,导致1取1分了链在结晶过程中受到分子链的14尤。使1.玻璃纤维增强1731共混体系的结晶性能下降,结晶需在较低的温度下才能。!射亍,1!晶站打降;另外,本来玻璃纤维前异相成核剂的作用,似是由于少鼾的不能起到成核剂的作用,而且它的极性基团可与玻璃纤维面的桂,偶联剂作用15,仲玻璃纤维面被1所包覆,降低其异相成核作用,使结晶度和结晶温度都有所F举8.9.

  从7可以看出,81在熔融过程中出现了典型在溶融升温过程中,出现先熔融不完善的晶体对应于低温熔融峰的同时,又有部分,81在高温下进步峰的现象+1加入1人,后,共混体系中,81的恪融过程仍为典型的熔融双峰,而且其熔点略有下降,何变化不人,也可以说1对1瓜17共浞体系的炕点影响不是很人,熔融峰血积随1含量低原因同而熔点略有下降是由于丁人为低分子,对整个共混体系具有润滑作用,使得,61的链段运动相对容易,故溶融所需温度即熔点略有下降。

  3结论润滑剂1人极性基团既可与玻璃纤维面的桂烷偶联剂反应。又可与,81的端基反应。从而起到相容剂和制滑剂的作用。改了玻璃纤维斤;1坫体树脂的粘结状态,进而改善了,810共混体系玻璃纤维外露的现象。降低加工过程中的粘度,并改矜玻璃纤维,强,81复合体系的加工性能,增加了面光洁度;同时可以提,8170共混体系的弯曲强度弯曲模,和冲碟度可以看出‘入使体系的冲击强度可以提高近10,而弯曲强度几乎没有改变。另外,低分1的加入也使7;混体系Ij吴培熙。沈健。特种性能树脂基复合材料肘。北京化学工业出版社,2003.224.

作者:佚名  来源:中国润滑油网