玻纖增強(qiáng)改性工藝及螺桿組合研究.pdf

1、玻璃纖維(GF)增強(qiáng)熱塑性塑料是一種質(zhì)輕高強(qiáng)、具有極高性價(jià)比的復(fù)合材料，該材料已在各個(gè)工業(yè)部門(mén)中得到了廣泛應(yīng)用，并且具有極大的發(fā)展空間和極好的發(fā)展前景。在復(fù)合材料中，纖維的含量、長(zhǎng)度、分散狀況以及纖維與基體間的界面結(jié)合能力，都對(duì)最終制品的力學(xué)性能有重大影響，而這些因素又取決于體系組分配比，以及所用的加工設(shè)備和加工工藝。本文將從體系配方、加工設(shè)備和加工工藝三方面入手，選擇玻纖增強(qiáng)尼龍66(PA66)和玻纖增強(qiáng)聚苯醚(PPO)兩個(gè)體系，研究

2、各因素對(duì)玻纖長(zhǎng)度、玻纖在基體中的分散以及制品性能的影響規(guī)律。
　　 1.本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究了GF含量對(duì)GF長(zhǎng)度及制品性能的影響，并確定了相對(duì)較優(yōu)的GF質(zhì)量分?jǐn)?shù):尼龍?bào)w系最優(yōu)含量在30％左右，而聚苯醚體系則在20～23％之間。通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)比為體系選擇了合適的增韌材料并確定了其最優(yōu)配比:GF/PA66體系選擇馬來(lái)酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物彈性體(POE-g-MAH)，其與PA66的最優(yōu)配比為1∶6，GF/PPO體系為高抗沖聚苯乙烯(HIP

3、S)，其與聚苯醚的最優(yōu)配比為55∶45。本文還研究了相容劑的使用對(duì)界面結(jié)合及制品力學(xué)性能的影響，GF/PA66體系使用馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯（PP-g-MAH），聚苯醚體系使用馬來(lái)酸酐接枝聚苯醚(PPO-g-MAH)，研究發(fā)現(xiàn)相容劑的使用能有效改善界面結(jié)合能力，從而提高制品的性能。
　　 2.本課題針對(duì)GF加入后的混合段螺桿構(gòu)型，設(shè)計(jì)了不同的螺桿組合，重點(diǎn)研究了螺桿構(gòu)型對(duì)殘余GF長(zhǎng)度，GF分散性好壞，以及制品性能的影響，并通過(guò)停機(jī)取

4、樣，研究了GF長(zhǎng)度及其分布沿螺桿軸向擠出方向的變化規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn)，適當(dāng)減小GF加入后螺桿的剪切強(qiáng)度有助于提高殘余GF長(zhǎng)度，但不易過(guò)小，否則會(huì)導(dǎo)致GF分散能力下降，使得材料綜合性能的下降;適當(dāng)?shù)匾敕聪螨X形盤(pán)元件ZME有利于GF長(zhǎng)度的保持及GF的分散;將剪切混合元件分開(kāi)交叉布置，能提高螺桿的輸送能力，有利于GF長(zhǎng)度的保持;GF加入擠出機(jī)后被切斷打散，沿螺桿軸向擠出方向長(zhǎng)度逐漸下降，長(zhǎng)度分布逐漸變窄，且當(dāng)GF通過(guò)剪切混合元件時(shí)長(zhǎng)度和長(zhǎng)度分布

5、指數(shù)的下降幅度較大。
　　 3.本文還對(duì)加工工藝條件及工藝參數(shù)進(jìn)行了研究。研究發(fā)現(xiàn)，在制備增強(qiáng)粒料時(shí)擠出機(jī)的喂料速度和螺桿轉(zhuǎn)速主要控制體系中的GF含量。實(shí)驗(yàn)還研究了擠出溫度對(duì)GF長(zhǎng)度及制品性能的影響，確定了最優(yōu)的擠出溫度，兩體系均為275℃。實(shí)驗(yàn)還研究了工藝條件對(duì)GF長(zhǎng)度及力學(xué)性能的影響，結(jié)果表明，排氣效果不好會(huì)導(dǎo)致增強(qiáng)制品性能的下降，而GF在加入前進(jìn)行預(yù)熱，能得到更好地浸潤(rùn)，有利于提高GF長(zhǎng)度，從而提高力學(xué)性能。