Y长玻纤增强尼龙6复合材料研究.pdf

2工程塑料应用m【年，第29卷，第7期

长玻纤增强尼龙6复合材料研究

高志秋陶炜金文兰张福军张淑伟
(中国兵器工业第五二研究所济南250031l

摘要采用培体浸渍工艺制备了长玻纤增强尼龙6预浸料，研究了玻纤初始长度、玻纤含量、增韧齐对复台材料
性能的影响．以厦玻纤强度、树脂基体时复合材料性能的影响一试验结果表明．在玻纤含量为322％，切粒长度为10
mill时，复告材料的拉伸强度为2084MPa，弯曲强度为269．5MPa，弯曲弹性模量为9．34GPa，缺口冲击强度为29I,J／

，冲击强度为63．4kJ／，综台力学性能明显优于短玻纤增强PA6复台材料。
关键词长玻纤尼龙6增强培体浸渍热塑性复台材料

与短玻纤增强方式相比，长玻纤增强尼龙(PA)马来酸酐接枝聚丙烯：自制
的强度、模量、耐冲击性、耐蠕变性、耐疲劳性及耐l2主要设备、仪器
磨、耐热性等都均得以提高，从而进一步拓宽了其应双螺杆挤出机：SHJ一30型，南京橡塑机械厂；
用范围。长玻纤增强PA6在汽车、机械、电器、军工注塑机：BA950／500型，德国Battmfeld公司；
等领域有巨大的发展潜力，可用其制造汽车保险杠、扫描电子显微镜：S一200型，英国Ca~fipridge公
发动机隔噪罩、座椅骨架、车头灯、风扇、散热器格司：
栅、仪表盘托架等，自2O世纪7O年代初开发以来，电子拉力试验机：Sinlech2／DI型，美国MTS公
越来越受到人们的重视。司：
PA6的熔体牯度较高，向玻纤束内浸渍非常困冲击试验机：xCJ一40A型，宁夏吴忠斌验机厂
难，因此熔体浸渍法很难使玻纤在树脂中达到单丝1．3长玻纤增强PA6预浸料制备工艺
分散。对注塑级的长玻纤增强PA6预浸料，由于注长玻纤增强PA6预浸料制备工艺流程如图l所
射成型过程可较好地进行二次共混浸渍，因而无须示。
苛求预浸料的浸渍效果，在保证预浸料切粒过程中纤维一面1
无抽丝、飞丝或抽丝较少又不形成环境污染的情况
树脂—Ej一蔓唾囹一j；翻一l：
下．应力求工装设备的简化，以提高工业化生产的可
粗#粒一
连续性和易操作性—圭
影响注塑级长玻纤增强PA6复合材料性能的图1长玻纤增强PA6预浸料制备工艺流程
主要因素有：预浸料的切粒长度、玻纤强度、玻纤含经干燥处理的PA6由挤出机熔融挤出．进入特
量、基体树脂、界面状态，以及注塑加工中的玻纤长殊设计的浸渍口模，在臼模内完成树脂对玻纤束的
度保持率和纤维分布等。通过考察这些因素对复台浸渍．料条经冷却、切粒制得长玻纤增强17_46预浸
材料性能的影响规律．可对复合材料性能进行优化．料。
亦可指导复合材料设计1．4力学性能测试
l实验部分力学性能测试项目、采用的标准厦试样尺寸见
表l。
1．1主要原材料
表l力学性能藕j试项目、标准噩试样尺寸
PA6：济南八方锦纶集团公司；
项目标准试样尺寸
PA66：无锡太湖尼龙厂；
拉伸强度GB／T1O4O一1992l型试样
无碱玻璃纤维：ERS2dO—T132．泰安玻璃纤维
厂；喜'晕GB／T9341一988
高强玻璃纤维；SC8—12×40，南京玻璃纤维研
究院；堡竺：：：：．：
马来酸酐接枝三元乙丙橡胶；济南泰和树脂有
收稿口期：200I—04．∞
限公司：

高志社，等：长玻纤增强尼龙6复音研料研究3

2结果与讨论切粒长度增加，制品中的玻纤长度也增加，玻纤长度
2．1长玻纤增强PA6与短玻纤增强PA6性能对比对复台材料强度的贡献可以从两个方面来理解：一
长玻纤增强PA6与采用双螺杆挤出机制备的方面是在玻纤长度小于临界长度情况下，随着玻纤
短玻纤增强PA6复台材料的性能见表2。长度的增加，玻纤与树脂的界面面积增大，复台材料
表2长、短玻纤增强PA6的性能断裂时，玻纤从树脂中抽出的阻力加大，从而提高了
项U短玻纤增强P'A6j长玻纤增强PA6承受拉伸载荷的能力。另一方面，玻纤长度的增加
玻纤含量％33{322
可能使部分玻纤的长度达到临界长度，当复台材料
拉伸强I~／MPa1362084
弯曲蛆渲／MPa1892∞5断裂时伴随着更多玻纤的断裂，同样使承受拉伸载
弯曲弹性模量／C-Pa750934荷的能力提高在承受弯曲载荷的情况下，复台材
缺口冲击强度／Id-m。1329
料承载面受压，背面受拉，弯曲性能对玻纤长度的依
冲击强度／kJ-m。“38∞4
赖关系与拉伸性能的情形基本一致在冲击载荷作
由表2可以看出，长玻纤增强PA6复台材料的
用下，较长玻纤的抽出或断裂可吸收大量冲击能，从
力学性能明显优于短玻纤增强PA6复台材料÷
而使复台材料的冲击强度明显提高。另外，玻纤的
图2是长玻纤增强PA6中玻纤堆砌状态的SEM
端部是裂纹增长的引发点，长玻纤端头数量相对较
照片从图2可以看出，长玻纤在复合材料中是互
少，