无卤阻燃GF/PA66的阻燃与力学性能
润滑剂对材料阻燃性能的影响
在玻璃纤维增强尼龙66的加工过程中,由于玻璃纤维的存在以及其他一切助剂的加入,会使样品表面变得粗糙,产生玻璃纤维外露,不和于加工且影响外观及玻纤的分散,润滑剂在玻纤增强塑料中能起到防止玻纤外露,提高加工流动性,降低螺杆扭矩,无卤阻燃加纤尼龙提高制品表面光洁度的作用。所以常常在原料中加入少量润滑剂皿),以此改善尼龙66制品的外观。虽然添加量非常少,仅为0.7%左右,但是对材孝葺的各种性能也会产生或多或少的影响
润滑剂对材料力学性能的影晌
玻璃纤维的存在,易于产生玻纤外露现象,对加工及产品性能产生**影响,为增加材料的表面光洁度,在材料中加入不同的润滑剂,并对其力学性能进行测试与对比,从而确定适于阻燃玻纤增强尼龙66体系得适宜助剂,
界面相容剂(弹性体)对材料阻燃及力学性能的影响
虽然无卤阻燃加纤尼龙的弯曲与拉伸强度与其他材料相比有很大的优势,但是也正因为这两个方面的优势,它也有了自己明显的劣势一抗冲击强度低。为了改善这种状况,常在无卤阻燃加纤尼龙中加入马来酸酐接枝弹性体(M_A-E),来改善尼龙的韧性和低温脆性。但弹性体的加入就不可避免地会对其他一些性能产生影响
性体的加入,可提高材料的冲击性能,但其拉伸及弯曲性能显著下降,由于MA-EPDM弹性体为低模量物质,其分子链段具有一定的柔顺性,加入体系中后,增加了大分子链段的活动性,可吸收冲击能量,导致其冲击强度增大,但其拉伸及弯曲却下降。
无卤阻燃加纤尼龙材料的冲击断裂行为研究
作为五大工程塑料之首的尼龙66,具有机械强度高、耐高温及加工流动性好等优点,已广泛用于许多领域,但其存在低温和干态冲击强度低、吸水性大和易燃烧等不足之处。为适应性能要求的不断提高,近年来尼龙66向阻燃,增强,增韧等高刚性、高抗冲、低吸水方向的改性十分活跃。因此,针对无卤阻燃加纤尼龙进行抗冲击改性,以获得高强度、阻燃同时具有高抗冲强度的可加工材料成为研究的热点。在玻璃纤维、阻燃剂分别添加25%,MA-EPDM添加7%的情况下,制备的高性能玻璃纤维增强无卤阻燃尼龙66,材料具有较高的拉伸和弯曲强度,较好的抗冲击性及阻燃性能可通过垂直燃烧V-0级(1.6ram)。
断裂韧性和抗冲击性能是聚合物及其复合材料*重要的性能之一,选择适宜的方法和条件表征材料的冲击断裂行为,探讨材料结构和性能的关系以及冲击断裂机理具有重要意义
尼龙66*大载荷为67N,完全断裂发生在0.210ms,从*大载荷之后的曲线下降方式表明尼龙66是脆性断裂;同时玻璃纤维增强的尼龙66复合材料也表现为脆性断裂,断裂发生的*大载荷E。为74N,与尼龙66相比稍高。因为玻璃纤维的加入增加了载荷,断裂时间稍有增加,断裂能是曲线围成的面积,由断裂能曲线得出,材料的断裂能增加,这是由于纤维的拔出和脱粘过程形成应力区,可吸收能量,导致断裂能增加,从而冲击强度增大。尽管GF/PA66的冲击强度高于PA66,但二者的韧性指数DI均较低且数值接近,说明其断裂过程引发能占优势,主要依赖于引发阶段,为脆性断裂。
本章小结
1.自制的MPP阻燃剂阻燃玻纤增强PA66复合材料,随着阻燃剂含量的增加,复合材料的力学性能先提高后降低,其力学及阻燃性能在MPP为25%时可达到UL94VO级(1.6ram),同时材料仍具有较高的力学性能,说明MPP适于玻璃纤维增强尼龙66体系的阻燃。
2.界面改性剂MA-EPDM的存在,提高了材料的界面粘结程度,改善了材料的抗冲击性能,但其使材料的拉伸及弯曲性能略有下降。
3.润滑剂S.100的存在,改善了加工产品的表面光滑程度,减小了玻璃纤维外露现象,提高了材料的加工性,对力学性能影响较小。
4.尼龙66及其复合材料的冲击断裂的研究结果证明,尼龙66及GF/PA66的断裂方式为脆性断裂,断裂行为依赖于断裂过程的引发能,而受断裂扩展能的影响较小,材料表现出较高的刚性。添加MPP及MA-EPDM后,使材料断裂的*大载荷增大,表明材料界面粘结的改善,SEM形貌研究证实了这一点。同时MPP及MAEPDM的加入主要影响扩展能,材料的韧性增加,阻燃剂、玻纤与PA66复合材料结合紧密,分布均匀。
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