玻璃纤维增强生物基PA10T复合材料的制备及性能研究

由癸二胺和对苯二甲酸缩聚而成的新型生物基半芳香族聚酰胺材料——聚对苯二甲酰癸二胺(PA10T),其生物基质量分数为40%～60%,碳排放优势明显，可以满足可持续发展需要。以PA10T作为基体树脂，玻璃纤维(GF)作为增强材料，通过熔融挤出法制备了一系列GF增强PA10T复合材料，并对材料的力学性能进行了研究。结果表明：随着GF增强体含量的逐渐增加，所制备的GF增强PA10T复合材料的拉伸强度、弯曲模量和缺口冲击强度均逐渐增加。当GF增强体的添加质量分数为35%时，所制备的PA10T复合材料(PA10T-GF35)的拉伸强度为194.8 MPa,弯曲模量为10 246.8 MPa,缺口冲击强度为8.8 kJ/m²。此外，对PA10T-GF35复合材料的非等温结晶性能、耐冷冻液性能和加工性能进行了相关研究，结果表明：相较于聚酰胺66(PA66)和聚对苯二甲酰己二胺/聚酰胺66共聚物(PA6T/66),PA10T作为基体树脂所制备的PA10T-GF35复合材料展现出更好的耐冷冻液性能；同时，添加CYD-819可以明显改善PA10T复合材料的加工流动性能。     

玻璃纤维增强PA66复合材料非等温结晶动力学的研究

采用差示扫描量热仪对玻璃纤维（GF）增强聚酰胺66（PA66）复合材料进行了非等温结晶研究;用莫志深法和Kissinger法计算并得到了非等温结晶动力学参数。结果表明,GF对PA66基体具有异相成核作用,可提高其结晶速率;当GF含量为30 %（质量分数,下同）时,复合材料的结晶速率最大;在相同时间内,复合材料的结晶度越大,其所需的降温速率越大;PA66、PA66/15 %GF、PA66/30 %GF、PA66/45 %GF的结晶活化能分别为-297.22、-356.32、-481.00、-365.59 kJ/mol。     

成核剂和乙烯马来酸酐共聚物混杂改性玻璃纤维增强聚酰胺复合材料

利用静电吸附方法制备了成核剂(P22)和乙烯马来酸酐共聚物(EMA)混杂改性的玻璃纤维(GF)增强体,并通过挤出成型制备了聚酰胺66(PA66)/改性GF增强体复合材料。采用扫描电子显微镜观察复合材料断面和刻蚀后断面。结果表明,P22吸附在GF表面可以诱导PA66在GF表面结晶,而EMA分子中的酸酐基团则可以与PA66分子链末端的氨基发生反应,使PA66附着在GF表面,改善了GF与基体的界面结合;良好的界面结合使PA66/GF-P22 、PA66/GF-EMA、PA66/GF-EMA-P22复合材料的层间剪切强度和动态储能模量(室温25 ℃)分别提高了18.3 %、25.4 %、32.4 %和15.4 %、24.1 %、35.9 %。     

高含量玻璃纤维增强阻燃聚酰胺材料的制备与性能

采用双螺杆挤出机制备了聚酰胺6（PA6）/50 %（质量分数,下同）玻璃纤维（GF）、PA66/50 %GF、PA56/50 %GF 3种高含量GF增强阻燃PA复合材料,对比研究了红磷、溴系、磷氮3种阻燃体系下复合材料的力学性能、阻燃性能和激光打标性能。结果表明,不同阻燃体系对复合材料的力学性能有明显影响,吸水平衡后,PA66复合材料的力学性能保持率最高;PA56复合材料在3种阻燃体系中均表现出比PA6、PA66复合材料更好的阻燃性能;红外激光和紫外激光的打标效果存在明显不同,而在阻燃体系和激光光源相同的条件下,PA6、PA66和PA56 3种PA复合材料的激光打标效果没有明显差异。     

半芳香族耐高温尼龙PA6T/10T的合成及应用

利用癸二胺,己二胺和对苯二甲酸为聚合单体,以去离子水为溶剂,通过预聚合/固相增黏的工艺合成了半芳香族耐高温尼龙聚对苯二甲酰己/癸二胺(PA6T/10T)。采用傅里叶变换红外光谱、核磁共振碳谱对合成的PA6T/10T树脂进行了结构表征,并研究了PA6T/10T和聚(对苯二甲酰/己二酰)己二胺(PA6T/66)的熔点和结晶温度以及玻璃纤维(GF)增强改性PA6T/10T和PA6T/66的热失重行为、力学性能及耐热氧老化性能。结果表明,与传统的PA6T/66相比,合成的PA6T/10T结晶温度提升5℃,结晶半峰宽缩短了10.6℃,结晶速率明显提升;与GF增强PA6T/66相比,GF增强PA6T/10T的力学性能无显著差异,其初始分解温度提高16℃,热稳定性明显改善;GF增强PA6T/10T与GF增强PA6T/66的初始反射率及亨特白度相近,但经180℃热氧老化3h和表面贴装无铅回流焊接机过炉老化3次后,前者的反射率和白度均明显高于后者,表明GF增强PA6T/10T具有更好的耐热氧老化性能和耐黄变性能。     

酚醛改性对玻纤增强聚酰胺66复合材料耐湿性的影响

采用熔融共混法制备了线型酚醛树脂(LPF)改性的玻纤增强聚酰胺66(PA66/GF)复合材料,研究了LPF对PA66/GF复合材料吸水性、力学性能以及耐湿性的影响。结果表明:随着LPF用量的增加,改性增强PA66复合材料PA66/GF/LPF的吸水率明显降低;同时复合材料的拉伸强度略有提升,但缺口冲击强度则有所下降。另外同改性前(PA66/GF)相比,改性复合材料(PA66/GF/LPF)的耐湿性明显提升,调湿处理后材料的力学性能基本保持稳定,其中当LPF用量为4%且调湿处理10天后,复合材料的拉伸强度保持率达到82.2%,同时冲击强度变化率仅为18.6%。     

PPS/PA66/GF复合材料的制备及性能研究

在聚苯硫醚（PPS）树脂基体中引入聚酰胺66（PA66）,随着PA66含量增加,PPS/PA66共混物的拉伸强度和弯曲强度逐渐下降,结合PPS/PA66共混物的相形貌分析,提出了通过玻璃纤维（GF）的引入,制备具有互锁结构的PPS/PA66/GF三元体系复合材料,达到同时提高复合材料的强度、刚度及韧性的目的。分别考察了短玻璃纤维（SGF）和中长玻璃纤维（LGF）增强PPS/PA66的综合性能。结果表明,GF的引入显著提高了共混物的力学性能,同时,PPS/PA66/SGF和PPS/PA66/LGF复合材料的扫描电子显微镜和动态力学性能分析都表明共混物内部形成了一个高度互锁的结构。     

细菌纤维素增强PA6/GF复合材料的力学性能研究

以细菌纤维素(BC)作为一种辅助增强纤维,对聚酰胺6/玻纤(PA6/GF)复合材料进行进一步增强改性,并对PA6/GF/BC复合材料的力学性能进行了研究。结果表明:当GF用量为10%、BC用量为0.4%时,PA6/GF/BC复合材料的结晶度提高到26.44%,拉伸强度比PA6/GF提高了13.29%,与GF用量为20%的PA6/GF复合材料性能相当,说明BC在PA6改性过程中起到一定的轻量化作用。     

高流动性PA6在GF增强PA66体系中的应用

以尼龙(PA)66和高流动性PA6为基体树脂,采用熔融共混方法制备了PA66/高流动性PA6/GF复合材料,考察了高流动性PA6用量对复合材料的结晶熔融行为、热变形温度(HDT)、熔体流动速率(MFR)、表面性能和力学性能的影响。结果表明,在GF质量分数为40%的情况下,当高流动性PA6用量不高于基体树脂总质量的20%时,复合材料表现出PA66的结晶熔融行为特征,HDT随高流动性PA6用量的增加略有下降;随高流动性PA6用量增加,复合材料的MFR显著提升;当高流动性PA6用量达到基体树脂总质量的20%时,复合材料制品表面浮纤问题得到解决,此时复合材料的拉伸和弯曲强度与未加高流动性PA6时相当,简支梁和悬臂梁缺口冲击强度则分别提高了17.6%和16.4%,MFR为18.3 g/10 min,较未加高流动性PA6时提升1倍,具有最佳的综合性能。     

玻纤形态对PP/GF复合材料的性能影响与优化

为研究玻璃纤维(GF)形态对GF增强热塑性树脂复合材料的性能影响，以指导开发出力学性能与表面性能均优异的复合材料制品，对比研究了不同GF含量下常规圆GF以及扁平GF增强聚丙烯(PP)的性能差异，并探究了以上两种GF复配使用时复合材料的综合性能，重点研究了不同PP/GF复合材料在力学性能、界面性能、翘曲性能、表面性能方面的差异性。研究表明，在GF质量分数为30%时，PP/GF的力学性能随扁平GF用量的增加而降低，在GF质量分数为50%时，PP/GF的力学性能随扁平GF用量增加而提高。同时，在高GF含量(质量分数50%)下，与常规圆GF相比，扁平GF在PP树脂中分散更均匀，并在熔体流动方向具有更加明显的取向性。此外，当GF质量分数为50%时，使用圆GF制得的薄板翘曲高度为13.8 mm，表面浮纤占比为7.93%，而使用扁平GF制得的薄板翘曲高度降低至3.1mm，表面浮纤占比仅为2.03%，表明在高GF含量下使用扁平GF能有效改善PP/GF复合薄板的翘曲问题，并能有效减少复合板材的表面浮纤。     

增韧剂和偶联剂下GF增强PA复合材料性能表征分析

选择双螺杆挤出机来制备以尼龙(PA)6T/66与PA10T为基础的玻璃纤维(GF)增强复合材料,分析马来酸酐接枝聚烯烃弹性体(POE-g-MAH)增韧剂对PA复合材料的力学特性改变作用。研究结果表明:将POE-g-MAH加入含20%GF的PA66复合材料基体后,试样的弯曲、拉伸强度以及弯曲弹性模量都发生了减小;对于含GF为20%的PA10T,弯曲弹性模量逐渐减小,拉伸与弯曲强度则先增大后减小。在加入了5%POE-g-MAH的复合材料断面中,出现了较多数量的褶皱,POE-g-MAH能够使GF和PA6T/66之间形成更良好的界面结合性能,显著提高界面相容性。加入偶联剂会导致PA6T/66体系力学性能的明显改善。加入POE-g-MAH可以改善树脂的界面相容性能,提高GF和树脂的结合强度。     

玻纤增强PA66复合材料的耐乙二醇性能研究

研究了玻璃纤维（GF）、乙二醇对PA66／GF复合材料性能和微观结构的影响。结果表明：GF质量分数为30％～40％时，复合材料的综合力学性能最佳；GF-2在型号为10IL的尼龙66（PA66）中分散效果好，增强性能显著；乙二醇浸泡后复合材料的拉伸强度、模量等下降50％以上，冲击强度提高；GF的存在一定程度上提高了复合材卡斗在乙二醇浸泡后力学性能的保持率。SEM观察表明：乙二醇对复合材料的破坏主要表现为乙二醇对PA66基体的增塑作用和对PA66／GF界面层的破坏作用。     

透明尼龙PA6T/6I在GF增强PA66体系中的应用

采用尼龙66 (PA66)和透明尼龙PA6T/6I为基体树脂,用熔融共混改性的技术方法制备PA66/PA6T/6I/GF复合材料,考察了透明尼龙PA6T/6I含量对复合材料的熔融结晶行为、热变形温度(HDT)、力学性能、表面性能的影响。结果表明,当玻璃纤维含量为30%的情况下,在透明尼龙树脂PA6T/6I用量不高于基体树脂含量的20%时,改性复合材料熔融结晶行为与PA66类似,复合材料制品表面的浮纤问题得到解决,比未添加透明尼龙PA6T/6I的复合材料相等的拉伸强度和弯曲强度分别提高27%和40%,简支梁和悬臂梁缺口冲击强度则分别提高了26%和40%,吸水率提高了30%,具有优异的综合性能和尺寸稳定性。     

偶联剂对短玻纤增强PA66微观结构及性能影响研究

利用双螺杆挤出机制备短玻纤增强尼龙66(GF／PA66)复合材料，研究多种偶联剂对GF／PA66的微观结构及性能的影响。结果表明，偶联剂的加入，不仅使GF在PA66基体中基本呈均匀分布，而且使材料的结构及性能有较大的改善；复合偶联剂All00 A B的改性效果优于单独使用A1100；复合偶联剂中All00的最佳含量为1．5％；随着GF含量的增加，材料的综合性能提高，但当GF含量大于35％时，材料的综合性能开始有所降低；All00 A B改性的GF／PA66的失效机理为界面的脱粘、脱粘后的摩擦和纤维的拔出。     

地下工程用纤维增强复合材料的制备与性能研究

为了提升地下工程用纤维增强复合材料的力学性能,采用熔融共混方法制备多种玻璃纤维添加量的纤维增强复合材料,研究了玻璃纤维添加量对复合材料密度和灰分、熔融和结晶以及力学性能的影响。结果表明,添加玻璃纤维制备得到的PA66/GF复合材料的密度和灰分都大于PA66,且随着玻璃纤维添加量的增大,PA66/GF复合材料的密度和灰分都逐渐增大;纤维增强尼龙复合材料中添加20%～30%的玻璃纤维不会显著改变复合材料的熔点,但是结晶温度有所提升、结晶时间明显缩短。研究结果将有助于高性能地下工程用纤维增强复合材料的开发与应用。     

GF/MAH-g-SEBS改性PA66研究

采用玻璃纤维(GF)及马来酸酐接枝苯乙烯-(乙烯-丁烯)-苯乙烯嵌段共聚物( MAH-g-SEBS)对尼龙(PA)66进行改性,并对复合材料的力学性能和微观结构进行了分析测试.结果表明,GF有效地提高了PA66的力学性能;MAH-g-SEBS的加入可以改善PA66/GF的界面状况,使GF和PA66紧密结合,增强了复合材料的韧性;GF和MAH-g-SEBS的添加,大大地降低了PA66的熔体流动速率,挤出加工时MAH-g-SEBS可以带动GF在基体树脂中流动,从而使GF更好地分散在PA66中.     

耐高温PA10T/66及PA10T/66/GF非等温结晶动力学研究

将合成的长碳链耐高温共聚尼龙10T/66 (PA10T/66)与玻纤(GF)共混,成功制备了PA10T/66/GF复合材料。采用差示扫描量热法对PA10T/66和PA10T/66/GF的非等温结晶行为进行了分析。采用Jeziorny和Mo法描述了PA10T/66和PA10T/66/GF的非等温结晶动力学。采用Kissinger计算了PA10T/66和PA10T/66/GF的结晶活化能。结果显示Jeziorny和Mo法均适合被用来计算PA10T/66和PA10T/66/GF的非等温结晶动力学参数;GF的加入并没有改变聚合物的晶体的成长机制,PA10T/66和PA10T/66/GF的晶体生长方式都为二维生长;相比于PA10T/66,PA10T/66/GF具有较高的结晶温度,较快的结晶速率和更低的非等温结晶活化能。这些都是由于GF的加入促进了PA10T/66的异相成核。     

高性能玻璃纤维增强PA10T/PA66复合材料研究

以玻璃纤维(GF)增强,马来酸酐接枝氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEBS-g-MAH)增容尼龙10T/尼龙66(PA10T/PA66)共混物,考察了两者用量对共混物力学性能、热变形温度、加工性能等的影响。结果表明,随着玻璃纤维添加量从5%增加到40%,复合材料的拉伸强度不断增加,缺口冲击强度先下降后增加,热变形温度大幅度增加,加工性能则变差,SEBS-g-M AH可以明显提高复合材料的缺口冲击强度。PA66与PA10T质量比为35/65,玻璃纤维添加量为40%,SEBS-g-M AH添加量为5%时,所得复合材料的拉伸强度为223. 4 MPa,缺口冲击强度为19. 65 k J/m~2,热变形温度为237. 9℃,熔体质量流动速率为12. 1 g/10min。冲击断面扫描电镜照片表明SEBS-g-MAH可以提高GF、PA10T和PA66之间的相容性。差示扫描量热研究表明PA66和SEBS-g-MAH会破坏PA10T结晶,GF添加量为5%时促进PA10T结晶,40%时稍微阻碍其结晶。     

玻璃纤维增强尼龙66复合材料的结构与性能

使用双螺杆挤出机,采用共混改性方法制备玻璃纤维(GF)增强尼龙66(PA 66)复合材料(GF-PA 66),并对其结构、热性能和力学性能进行了表征。结果表明:制备的GF质量分数分别为20%,25%,30%的GF-PA 66复合材料的密度均低于1.4 g/cm~3,GF在GF-PA 66复合材料体系中呈现纤维交错复杂的网络结构;GF-PA 66复合材料的起始热降解温度均在320℃以上,具有较好的耐热性;随着GF含量的增加,GF-PA 66复合材料的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量升高,当GF质量分数达到30%时,复合材料的拉伸强度为147.4 MPa,比纯PA 66提高了75%,弯曲强度达到202 MPa,比纯PA 66提高了112%,弯曲模量达到7 783.3 MPa,比纯PA 66提高了175%;随着GF含量的增加,GF-PA 66复合材料的悬臂梁冲击强度先降低后升高,当GF质量分数为30%时,复合材料的悬臂梁冲击强度高于纯PA 66。     

长玻璃纤维增强热塑性复合材料研究

分别制备了长玻璃纤维(LGF)、短玻璃纤维(SGF)增强聚苯硫醚(PPS)、聚酰胺(PA)6复合材料,研究了基体树脂粘度、口模类型、GF类型及喂料速度对复合材料力学性能、热性能的影响,利用扫描电子显微镜观察了注塑试样断面形貌及LGF在树脂基体中的分布状态.结果表明,基体树脂的粘度越大,对复合材料的力学性能影响越大;在相同GF含量下,LGF增强PPS、PA6复合材料的热变形温度普遍高于SGF增强PPS、PA6复合材料;LGF增强复合材料抵御裂纹开裂的能力提高.