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以尼龍66為基體,玻璃纖維作為增強(qiáng)材料帶來的力學(xué)性能的提高,同時(shí)不同的增韌劑PE,EPDM,POE和添加劑在增韌的同時(shí)對(duì)基體力學(xué)性能的影響。以尋求在保持玻璃纖維填充尼龍66一定剛性的同時(shí),較大的提高材料的沖擊強(qiáng)度,以求獲得綜合力學(xué)性能優(yōu)異的增強(qiáng)增韌材料。
影響尼龍66的強(qiáng)度和韌性的主要因素
尼龍66表現(xiàn)出脆性行為還是韌性行為既與尼龍66本身結(jié)構(gòu)如化學(xué)結(jié)構(gòu)、二次結(jié)構(gòu)等有關(guān),還與外界條件如溫度、濕度、應(yīng)變速率有關(guān)。下面就影響尼龍66強(qiáng)度和韌性的幾個(gè)主要因素進(jìn)行討論。
化學(xué)結(jié)構(gòu)的影響
高聚物材料的破壞無非是高分子主鏈上化學(xué)鍵的斷裂抑或是高分子鏈間相互作用力的破壞,所以尼龍66的強(qiáng)度來源于主鏈化學(xué)鍵和分子間的相互作用力,通過增加高分子的極性或產(chǎn)生氫鍵都可使材料強(qiáng)度提高。尼龍66有氫鍵,拉伸強(qiáng)度可達(dá)60-83Mpa,氫鍵密度越高,材料的強(qiáng)度也就越高。但如果極性基團(tuán)過密,致使阻礙高分子鏈段的活動(dòng)性,則雖然強(qiáng)度會(huì)有所提高,但材料變脆。
添加劑的影響
1.增塑劑
一般地說,在高聚物中加入增塑劑后,因削弱了高分子之間的相互作用力,會(huì)導(dǎo)致材料的斷裂強(qiáng)度下降,強(qiáng)度的降低值與加入的增塑劑量成正比,同時(shí)也能降低材料的屈服強(qiáng)度,從而提高材料的韌性。水對(duì)高分子鏈上帶有親水基團(tuán)的尼龍66來說是一種增塑劑,尼龍66吸水后模量和強(qiáng)度明顯下降,斷裂伸長(zhǎng)率和沖擊強(qiáng)度提高。但是尼龍66吸水過多會(huì)嚴(yán)重變形而影響其尺寸穩(wěn)定性,即在吸水量超過某一臨界值后,不僅強(qiáng)度下降,韌性也會(huì)變壞。
2. 固體填料
尼龍66復(fù)合材料的強(qiáng)度同填料本身的強(qiáng)度和填料與尼龍66的親和程度有關(guān)。一類是為降低成本而采用的惰性填料,只起稀釋作用,它將使尼龍66的強(qiáng)度降低;另一類是把提高尼龍66的強(qiáng)度作為主要目的的活性填料,如現(xiàn)今發(fā)展起來的玻璃纖維以其高強(qiáng)度和低廉價(jià)格的優(yōu)勢(shì)而成為普遍采用的纖維增強(qiáng)填料。
3.共聚和共混的影響
高聚物的共聚共混是改善高聚物性能的重要手段之一,通過共聚和共混可以達(dá)到提高應(yīng)用性能、改善加工性能或降低成本的目的,因而引起了廣泛的關(guān)注。在尼龍66共混復(fù)合材料中,不同組分之間主要是以物理作用結(jié)合,在強(qiáng)的剪切作用下熔融混合時(shí),由于剪切作用可能使大分子產(chǎn)生斷鏈,產(chǎn)生少量的自由基,從而生成嵌段或接枝共聚物,或在共混物中加入增容劑,也可以在其中引入少量的化學(xué)鍵合。用接枝共聚、嵌段共聚和共混的方法對(duì)尼龍66的力學(xué)性能進(jìn)行改性的效果與基體尼龍66和分散相的化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)、分散相的含量、粒徑和接枝率等因素有關(guān)。
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