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尼龙的功能改性那点事儿

龙(PA)具有高机械强度、耐化学药品、耐油、耐磨、自润滑、易于加工成型等一系列优异性能,已成为目前国内外广泛应用的热塑性工程塑料之一。但在实际应用中,不同的使用条件或环境下,对尼龙的性能要求又各有不同。如,电钻和电机外壳、泵叶轮、轴承、柴油机和空调全塑风扇等部件要求尼龙材料须具备高强度、高刚性和高尺寸稳定性;由于尼龙的低温韧性差,此时就需要对其进行增韧改性;在一些户外应用领域,尼龙材料在长期的户外环境中,则须进行耐候改性等等。


即使如此,在尼龙改性(增强、增韧、耐候、导热等等)过程中,技术研发人员仍然会面临各种各样的问题,比如玻纤增强改性时的流动性差、注塑不满等等;增韧改性时材料光泽度差、流动性不足等等;导热改性时由于导热粉体添加量太高导致的下料困难、百度不够等等;此时往往需要进行进一步的功能化改性以解决其在上述问题。


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玻纤增强尼龙


增强尼龙所用的增强材料主要是玻纤、碳纤、晶须等纤维状的物质,而其中又以玻纤增强应用最为广泛。通过玻纤增强可明显改善材料的刚性强度和硬度,并使得材料的尺寸稳定性和耐热性得到明显改善。




对于玻纤增强尼龙,玻纤与尼龙树脂间的界面粘接、玻纤在尼龙材料中的长度、玻纤在材料中的分散情况、加工温度玻纤直径玻纤类型等均会影响材料的最终性能,相信从事该类材料改性的技术人员都应该想得到。


在玻纤增强尼龙改性中,还要注意保护尼龙在加工过程中的热氧降解。以玻纤增强尼龙66为例,玻纤在双螺杆挤出机料筒中易与物料、螺杆和料筒内壁发生挤压和摩擦,并产生大量的摩擦热,往往使得挤出机料筒内物料实际温度远高于挤出机显示温度,这样的高温极易导致尼龙66发生热氧老化降解,并使复合材料的力学性能降低。表1是不同抗氧体系对玻纤增强尼龙66复合材料初始力学性能的影响,可见合适的抗氧体系可以发挥更好的初期加工稳定化作用。


表 1  玻纤增强尼龙66的初始力学性能1#样品未添加抗氧剂 



玻纤增强尼龙的流动性较差,在注塑成型过程中易发生注塑压力高、注塑温度较高、注塑不满、表面质量差等问题,严重影响制品表观,导致产品不良率高居不下。小编这里有一款专用于增韧尼龙及玻纤增强尼龙的高流动润滑母粒GL-121,效果不错的哦,还是直接上图吧,这样比较有说服力!



同样注塑条件下的注塑试样对比图示,右图添加了2%的GL-121


在一些诸如轴承、柴油机风扇等应用领域,玻纤增强尼龙常常面临着长时间的高温热氧老化的问题。虽然以玻纤对尼龙进行增强改性,可适度提高尼龙的耐热性,但不能很好的解决问题,而通过向玻纤增强尼龙复合材料中添加合适的抗热氧老化助剂可取得较好的效果,如下图。


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未添加抗氧剂的1#样品经1000h热氧老化后,拉伸强度保持率为58.0%,经抗氧改性后,3#样品的相应性能为88.0%。可见,合适的抗氧体系可有效延缓玻纤增强尼龙的热氧老化降解,从而发挥更好的高温热氧老化防护效果。


增韧尼龙


对于增韧尼龙,PE、POE、EPDM及其接枝物常用来作为增韧剂使用。特别是在尼龙的超韧改性中,增韧剂的添加量有时可高达20份,由于这类接枝物上的功能基团与尼龙的原位反应,韧性的提高那是相当明显,但同时也带来了流动性差、材料表面粗糙等问题,增韧剂在20份以上就挤不出来了。添加20份的增韧剂,增韧尼龙的缺口冲击强度达到,69KJ/m2,此时,材料的流动性大大下降,粒子粗糙不光滑,其实在其中进行稍微的配方调整,其缺口冲击强度可进一步提高至将近80KJ/m2,且表面光泽度明显提升。


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当然,也可以用高流动润滑母粒GL-121来提高其流动性,不会影响材料的其它性能。


耐候尼龙


尼龙材料在户外环境中长期使用时,受到阳光照射、温度变化、风吹雨打等外界条件的影响,会出现褪色、变色、龟裂、粉化和强度下降等一系列老化现象。通过在尼龙中加入炭黑可显著提高其耐候性,这也是目前耐候尼龙主要以黑色为主的原因。


但即使是黑色产品,仅仅靠炭黑也不能满足多大几年的耐候要求。同时也有本色或浅色尼龙在户外应用时制件变黄的问题。有需要的朋友可以试试小编这边的尼龙用耐候母粒LS-161,用户说效果不错哦!


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导热尼龙


导热塑料之前大热过一段时间,特别是白色绝缘导热尼龙存在的问题比较大,主要是因为需要加入的绝缘导热粉体添加量很高,抽粒过程中下料比较困难,导热粉体在尼龙树脂中的分散不匀,垂直于流动方向上的但热系数较低,小编亲测过某著名品牌导热尼龙,其导热系数那是相当的低,水分很大啊!如何提高导热尼龙料的流动性、导热粉体的分散及加工制备工艺至关重要。

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