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尼龍是最重要的工程塑料,產量在五大工程塑料中居首位。在尼龍材料改性中,加玻纖進行增強的應用尤為廣泛, 特別是增強尼龍6和尼龍66在其領域內占據主導地位。


玻纖增強尼龍吸水、翹曲、浮纖?一招解決!

應用領域

玻纖增強尼龍吸水、翹曲、浮纖?一招解決!


增強尼龍應用廣泛,但是也存在一些缺點。

1

吸水性問題


PA6和PA66由于含有較高密度的酰胺鍵,其吸水率較高,平衡吸水率分別達到3.5%和2.5%。加入玻纖后,其吸水率仍保持在較高水平。

吸水性大會對材料其他性能有什么影響呢?

1.  影響尺寸穩定性,特別是薄壁件增厚影響較大。
2.  影響電性能,屬于易吸水(濕)的聚合物,電阻值也隨溫度的升高而降低,在使用時受到一定的限制。
3.  降低塑料的機械強度。

材料性能變化會帶來什么后果呢?

1. 尺寸不穩定,塑件壁厚不均導致制件扭曲、變形
2. 塑料制件易漏電
3. 能承受的負荷小,易被破壞

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2

翹曲問題


對于沒有添加劑的產品,PA6 的收縮率在 1%~ 1.5% 之間。加入玻璃纖維添加劑可以使收縮率降低到 0.3%(但和流程相垂直的方向還要稍高一些)。PA66 的收縮率在 1%~2%之間,加入玻璃纖維可以將收縮率降低到 0.2%~1% 。收縮率在流程方向和與流程方向相垂直方向上的相差也是較大的。


塑料在流動的時候,玻璃纖維會沿著流動方向取向,從而導致這個方向的收縮比較困難,因為有玻纖支撐住了;而在垂直流動方向,相對就容易收縮一些,從而導致兩個方向收縮率的不一致。在材料學來說,這個就是各向異性,這就導致了材料的翹曲。具體可以參考下圖:


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纖維增強塑料的流動取向(山東祥龍新材料)

塑料翹曲會導致制件變形、裝配困難等問題。

3

浮纖問題


在注塑的過程中,玻纖進入塑料制品的表面,使得制品表面變得很粗糙,斑斑點點,比如浮纖、料花等。

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產品浮纖圖(山東祥龍新材料)

浮纖現象是玻纖外露造成的,白色的玻纖在塑料熔體充模流動過程中浮露于外表,待冷凝成型后便在塑件表面形成放射狀的白色痕跡,當塑件為黑色時會因色澤的差異加大而更加明顯。

其形成的原因主要有以下幾個方面:

首先,在塑料熔體流動過程中,由于玻纖與樹脂的流動性有差異,而且質量密度也不同,使兩者具有分離的趨勢,玻纖浮向表面,樹脂沉入內里,于是形成了玻纖外露現象;

其次,由于塑料熔體在流動過程中受到螺桿、噴嘴、流道及澆口的摩擦剪切力作用,會造成局部粘度的差異,同時又會破壞玻纖表面的界面層,熔體粘度愈小,界面層受損愈嚴重,玻纖與樹脂之間的粘結力也愈小,當粘結力小到一定程度時,玻纖便會擺脫樹脂基體的束縛,逐漸向表面累積而外露;

再則,塑料熔體注入型腔時,會形成“噴泉”效應,即玻纖會由內部向外表流動,與型腔表面接觸,由于模具型面溫度較低,質量輕冷凝快的玻璃纖維被瞬間凍結,若不能及時被熔體充分包圍,就會外露而形成“浮纖”。

改善“浮纖”現象的一般措施方法是在成型材料中加入相容劑、分散劑和潤滑劑等添加劑,包括硅烷偶聯劑、馬來酸酐接枝相容劑、硅酮粉、脂肪酸類潤滑劑及防玻纖外露劑。但也會存在一些問題,比如液體硅烷偶聯劑,就存在加入后難以分散,塑料容易結塊成團的問題。

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4

螺桿的磨損


加入玻纖的比例越大,由于玻纖的高剛性,其對注塑機的塑化元件的磨損越大,主要是螺桿的磨損,這會影響注塑機的塑化效果,降低其壽命。

針對以上常見問題,解決思路一般是加入共混改性助劑(如LLDP、PP、馬來酸酐接枝等);加入無機填料助劑(如:碳酸鈣、滑石粉等);表面處理改性等改善吸水性;添加流動改善劑改善各向異性問題;添加硅酮母、超支化樹脂等改善浮現問題......然而,添加這些助劑的同時也會帶來其他問題,比如對耐熱性影響、對物性影響、析出等。

還有沒有其他方法可以同時解決這些問題呢?

一個思路是添加低吸水性、加工性能好、尺寸穩定性高、相容性好的其他尼龍樹脂進行復配。

比如,山東祥龍股份有限公司推出的GT35系列尼龍樹脂,GT35是一種無定形尼龍(聚酰胺)樹脂,具有優異的透明性,對氣體,水,溶劑和精油具有良好的阻隔性,超高剛性,同時具有優異的成型加工性和尺寸穩定性,以及高溫結構性能。GT35用于PA6或者PA66復合改性,不僅能改善尼龍吸水,還在改善翹曲、浮纖外漏等問題上有著顯著的效果,只需添加一種,便可對上述問題都有緩解作用。

2021年10月21日,山東祥龍將參加“2021年先進尼龍材料產業高峰論壇”,并發表演講和設置展臺,展示最新產品和多種尼龍材料解決方案,歡迎前來交流。

2021年先進尼龍材料產業高峰論壇
2021年10月21日
蘇州

演講時間

演講議題

報告單位

8:50-

9:00

開場介紹

艾邦高分子 江耀貴 創始人

9:00-

9:30

奧升德Starflam?新型阻燃尼龍為高低壓電子電氣設備保駕護航

奧升德 盧瑜 亞太區市場開發經理

9:30-

10:00

熱塑性聚酰胺彈性體開發及應用

鄭州大學 付鵬 材料科學與工程學院副教授

10:00-

10:30

協同創新-ELASTAMINE?聚醚胺賦予尼龍增韌、抗靜電等特性

亨斯邁功能產品  張瑜 高級研究員

10:30-

11:00

茶歇

11:00-

11:30

尼龍材料在軌道交通中的應用

時代工塑 胡天輝 總工

11:30-

12:00

手機/筆電等消費電子連接器對尼龍的需求

富士康 張工 材料開發主管

12:00-

13:30

午餐

13:30-

14:00

高溫尼龍的現狀與趨勢

廣東龍杰 涂坤坤 高級經理

14:00-

14:30

高性能尼龍材料在高效內燃機和新能源汽車的應用

馬勒汽車 王道遠 生產技術與設備開發總監

14:30-

15:00

輻射技術在改性尼龍中的應用

中科院上海應用物理研究所 吳國忠 研究員

15:00-

15:30

新能源汽車充電口對PA/GF材料的選用要求

ITW 鐘鴻鵬 材料高級工程師

15:30-

16:00

茶歇

16:00-

16:30

PA6I在改性工程塑料中的應用

山東祥龍 李天津 副總經理

16:30-

17:00

新型膦酸鹽實現PA的高效無鹵阻燃

威海海潤 孟凡旭 總工

17:00-

17:30

高性能納米增強澆鑄尼龍的開發應用

青島科技大學 闞澤 副教授

18:00-

20:00

晚宴


報名方式1:請加微信并發名片報名
徐小姐:18617020032(同微信)
郵箱:ab020@aibang.com

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報名方式2:長按下方二維碼在線報名

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同時還將舉辦以下活動:

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原文始發于微信公眾號(艾邦高分子):玻纖增強尼龍吸水、翹曲、浮纖?一招解決!

作者 ab

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