玻璃纖維增強尼龍66復(fù)合材料的制備與性能研究.pdf

1、尼龍66是一種用途廣泛的工程塑料,因其較高的結(jié)晶性,較優(yōu)異的力學(xué)性能,低溫性能優(yōu)良、化學(xué)性能穩(wěn)定被廣泛應(yīng)用于汽車、電子電器、化工、機械儀器儀表、建筑等行業(yè)。隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展和各領(lǐng)域?qū)Σ牧弦蟮牟粩嗵岣?尼龍66/玻璃纖維復(fù)合材料在提高材料力學(xué)性能的同時還可以賦予材料其他特殊的性能,有著廣泛的應(yīng)用前景,越來越受到人們的重視。
　　 本課題以尼龍66為基體,對玻璃纖維進(jìn)行表面處理之后采用熔融共混法制備了尼龍66/玻璃纖維復(fù)合材料,

2、對復(fù)合材料的力學(xué)性能、動態(tài)力學(xué)性能、熱性能(熱穩(wěn)定性能、熱膨脹性能、熔融結(jié)晶行為)、耐化學(xué)腐蝕性能和玻璃纖維在復(fù)合材料中的分散性以及在復(fù)合材料中的長度分布進(jìn)行了分析研究。主要的研究內(nèi)容和結(jié)果如下:
　　 (1)通過硅烷偶聯(lián)劑KH550處理,在玻璃纖維表面接枝上了與尼龍66相容性好的基團(tuán),有利于玻璃纖維與尼龍66相容性的改善;隨著玻璃纖維含量的增加,玻璃纖維在復(fù)合材料樣品中的平均長度從612.8μm降低到526.7μm。
　

3、　 (2)玻璃纖維的加入,顯著地提高了復(fù)合材料的剛性和韌性。與尼龍66原樣相比,玻璃纖維含量為40％時,復(fù)合材料的拉伸強度和彎曲強度顯著提高,分別增加了173%和186%;沖擊強度也有了明顯的提高,增加了283%。玻璃纖維表面分散潤滑劑(TAF)含量為0.8%時,玻璃纖維含量為25%的復(fù)合材料綜合力學(xué)性能最優(yōu)異。用SEM觀察復(fù)合材料的沖擊斷口形貌,可以看到玻璃纖維嵌入尼龍66基體中,根部與尼龍66緊密粘結(jié),露出的玻璃纖維表面附著有大量

4、的樹脂。
　　 (3)玻璃纖維對尼龍66具有明顯的增強作用,復(fù)合材料的儲能模量(E')提高,當(dāng)玻璃纖維含量為40%時,比尼龍66原樣增加了305%。玻璃化轉(zhuǎn)變溫度時的E'與玻璃纖維含量呈現(xiàn)線性增長關(guān)系;α主轉(zhuǎn)變峰向高溫方向移動,最大提高了17℃左右。
　　 (4)TG測試結(jié)果表明:玻璃纖維的加入,顯著地提高了復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性能。與PA66原樣相比,復(fù)合材料的Tdi提高了7～30℃;Td提高了20～50℃。隨著玻璃纖維含

5、量的增加,復(fù)合材料的熱膨脹系數(shù)顯著下降,最大降低了74.2%,提高了尺寸穩(wěn)定性;隨著溫度的升高,復(fù)合材料的熱膨脹系數(shù)呈現(xiàn)峰值變化,峰值溫度在37℃左右。
　　 (5)10%鹽酸溶液對尼龍66原樣的腐蝕最為嚴(yán)重,隨著浸泡時間的延長,一周后其拉伸強度和彎曲強度分別下降了55.6%和79.8%。加入玻璃纖維后,減緩了尼龍66的腐蝕,一周后復(fù)合材料的拉伸強度和彎曲強度分別下降了32.0%和51.4%。其次是10%的氫氧化鈉溶液;再者是乙