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,PA6加纤30%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PA6加纤30%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PA6加纤30%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。
PA6加纤30%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PA6加纤30%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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