高分子物理 高分子链的远层结构 聚酰胺.ppt

P o w e r B a r 中国专业PPT设计交流论坛 玻纤含量对聚酰胺性能的影响 目 录 一 聚酰胺介绍 二 玻璃纤维增强聚酰胺改性及实验 三 结论 一聚酰胺介绍 聚酰胺（PA，俗称尼龙）是五大工程塑料中消费量最大、品种最多的一种。PA具有良好的综合性能，强度高于金属，具有良好的机械性能、耐热性、耐磨损性、耐化学性、阻燃性及自润滑性，而且容易加工，摩擦系数低，也适宜玻璃纤维及其他材料的填充。广泛应用于汽车、电子电器、包装、机械、运动休闲及日用品等领域。聚酰胺纤维由于聚酯等纤维的竞争而增长放慢，但由于工程塑料非纤维用途的拓展，聚酰胺工业仍呈现良好发展前景。 二 玻璃纤维改性聚酰胺 自20世纪30年代玻璃纤维增强塑料(俗称玻璃钢) 发明以来，因其无毒、质轻、优良的机械强度、耐磨性及较好的耐腐蚀性、价格低廉和良好的可设计性等， 在军事、建筑、船舶、汽车、机械、化工、仪表、汽车等工业中用于制造轴承、齿轮、泵叶及其他零件， 尤其是在耐腐蚀化学领域得到了广泛应用。 玻璃纤维增强聚酰胺，用高强度的玻璃纤维与树脂配合来提高基体的力学性能， 其增强效果主要依赖玻纤和基体的粘结效果， 使塑料承受的载荷能转移到高强度玻纤上。不仅提高了聚酰胺本身的机械性能、耐磨损性、耐化学性、阻燃性及自润滑性。而且可以通过玻璃纤维的性价比，降低了聚酰胺产品的成本。不过并不是无限增大玻璃纤维的含量会使聚酰胺获得更好的性能。相反，含玻璃纤维量高的聚酰胺（PA）会有一定的弊端出现，如翘曲、影响聚酰胺的吸湿性、流动性等。因此，要根据使用情况、环境，使用不同含量玻璃纤维量的尼龙。 实验部分 1 不同玻纤含量的聚酰胺注塑成型 2 不同玻纤含量的聚酰胺力学性能的测试与比较 注塑成型 下表是注塑成型时的实际参数。在烘干条件相同，且成型参数除预塑转速外完全相同的条件下所的到的实际值 表1 聚酰胺注塑成型实际参数 玻璃纤维含量 30% 40% 50% 60% 烘干条件 105℃/16hrs 真空烘箱 实际参数 注塑时间 0.45 0.45 0.45 0.45 塑化时间 5.4 6.9 8.3 10.1 循环周期 30.5 32.2 33.6 34.8 实际料垫(mm) 6.1 6.1 6.0 5.9 实际注射压力(Mpa) 1400.4 1412.6 1486.4 1533.2 在实际注塑过程中，通过表1可以看到，塑化时间和循环周期都随聚酰胺玻璃纤维含量增加而增长。实际注射压力也随玻纤含量增大而变大。在塑化过程中，塑化转速逐渐变大，塑化时间增长，说明聚酰胺加工要求变高，需要更高的熔融温度，且聚酰胺粒子硬度更大，更难剪切。实际注射压力增大，说明同为高温熔体时，不同玻璃纤维含量聚酰胺的流动性随含量增加而降低。通过参数的设定和记录的实际参数，可以发现玻璃纤维含量增加，成型难度增加，条件越高，熔体流动性越差。 玻璃纤维含量对聚酰胺收缩率的影响 实验是通过不同玻璃纤维含量的聚酰胺在注塑成150×150×2mm的尼龙板，在成型24小时，充分结晶后，通过投影法测得的尺寸与模具腔内尺寸对比得到的收缩率。 由于玻璃纤维熔点远高于聚酰胺的加工温度，因此，在注塑过程中，不熔的玻璃纤维在熔融的聚酰胺中起到框架支撑作用。所以注塑流动过程，在流动方向有一定的取向。聚酰胺分子在玻纤的取向作用下，也在流动方向上取向。因此，平行收缩率一般都小于垂直收缩率。如图，可发现，玻纤含量越高，收缩率越小，尺寸越稳定。 玻璃纤维含量对聚酰胺吸湿性的影响 吸湿性，是指材料在空气中能吸收水分的性质。这种性质和材料的化学组成与结构有关。由于聚酰胺分子中有大量氮原子易与水分子可以形成氢键，所以聚酰胺吸湿性十分显著。吸湿性也是影响材料性能，影响产品尺寸的一个重要指标，因此，吸湿程度越小，尺寸、性能保持越好。 通过图，可以看出，含玻纤量越高，吸湿性越小。因为玻璃纤维的含量高，玻璃纤维本身没有吸湿性，吸湿性大的聚酰胺含量减少，自然吸湿程度减小。 但是，不是玻纤含量越多，对于尺寸保持越好。因为玻璃纤维含量提高了，使得由高玻纤含量的注塑产品有更大的翘曲变形出现。因此，玻璃纤维含量越高，吸湿性越好，翘曲程度越高。在产品选料过程中，必须考虑两者对尺寸的影响。 玻璃纤维含量对聚酰胺拉伸性能的影响 在聚酰胺复合材料中，玻璃纤维起着骨架结构增强作用，以承担应力和载荷。同时，玻璃纤维还可以促进聚酰胺结晶，起成核剂作用，可在一定程度上提高材料的强度。