改性尼龍PA66的填充增強改性

     在PA66樹脂中加入纖維增強材料，不僅可保持PA66樹脂的耐化學(xué)藥品性，加工性能等優(yōu)點，而且力學(xué)性能，耐熱性能亦可大幅提高，尺寸穩(wěn)定性等也能得到明顯的改善。

     由于玻璃纖維（GF）的比強度和楊氏模量比PA66大10-20倍，線膨脹系數(shù)約為PA66的1/20，吸水率接近于零，且有耐熱和耐化學(xué)藥品性好等特點。增強劑E-玻璃纖維（GF）具有良好的機械性能，其單絲強度達(dá)到3500N/mm²，彈性模量達(dá)到73000N/mm²，適合于做工程用增強材料。先用硅烷類偶聯(lián)劑對玻纖表面進(jìn)行處理，否則玻纖與尼龍的界面粘合能較小，容易從尼龍基體中拔出。偶聯(lián)劑通過與增強材料表面的某些基團(tuán)反應(yīng)，又與基體樹脂反應(yīng)，在兩者之間形成一個傳遞應(yīng)力的界面層，增強玻纖與尼龍66之間的粘合強度。研究表明， 玻纖增強尼龍66復(fù)合材料在玻纖含量為30%時，其缺口沖擊強度達(dá)到最大值。含量為15%時，無缺口沖擊強度達(dá)到最小值。需將玻纖含量控制在30%附近，材料的缺口、無缺口沖擊強度才會達(dá)到較理想的值，其拉伸強度也較高。如果在增強的基礎(chǔ)上進(jìn)一步進(jìn)行增韌改性，則尼龍66復(fù)合材料的綜合性能會有更大幅度改善。如在PA66/GF中添加一定量的增韌劑POE，就能保證復(fù)合材料在具有較優(yōu)良的力學(xué)性能的同時具有較高的沖擊韌性。國內(nèi)對GF增強PA66的研究非常活躍，增強PA66中的GF含量逐步提高。國外對高GF含量PA66的研究較多，研制出德高GF含量的PA66材料具有高剛性，低吸水性，熱變形溫度和尺寸穩(wěn)定性也有顯著提高。國內(nèi)對高GF含量的PA66材料的研究還不多。但也有不錯的成果。然而，由于玻纖的纖維粗大，性脆等特點，造成其增強塑料在加工與使用中存在難以克服的缺點，具體表現(xiàn)在以下幾個方面：注塑過程中玻纖的流動性差，在復(fù)雜模具中很難分布均勻，從而在制品中形成機械強度很低的貧纖維區(qū)；玻纖增強塑料制成的運動部件因玻纖脆而易引起疲勞開裂；玻纖增強塑料制品的表面光潔度差。后三點缺陷對于常用作受力與運動部件的玻纖增強尼龍來說尤為突出。

     除玻璃纖維外，還可額選擇碳纖維（CF）、鈦酸鉀晶須等其他增強材料。研究表明，碳纖維增強增韌尼龍66的效果比玻纖更顯著，表現(xiàn)為PA66/GF/POE＞PA66/CF＞PA66/GF，這是因為碳纖維是比玻纖更剛性的材料，與PA66基體復(fù)合后，可利用碳纖的高強度以承受應(yīng)力，利用基體的塑性及其與纖維的粘接性以傳遞應(yīng)力。鈦酸鉀晶須是一種新型針狀短纖維，是新一代高性能復(fù)合材料增強劑。用改性劑處理后的鈦酸鉀晶須與尼龍66復(fù)合后會形成彈性界面層在微裂紋出基體擴(kuò)展到晶須表面時會使傳播速率突然變小而發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這種偏轉(zhuǎn)會增加材料對能量的消耗，終止微裂紋繼續(xù)擴(kuò)展。