玻璃纤维增强聚酰胺性能的研究

刘金锁

摘要：本文将以30％玻璃增强的聚胺66(PA66)作为实验对象，通过使用紫外加速仪研究了辐照时间对PA66的吸湿率，形貌的影响等进行了分析与研究。实验表明使用玻璃纤维增强的聚酰胺经过紫外线的老化后的吸湿率能够明显的比为使用玻璃纤维增强的聚酰胺要低。玻璃纤维能够显著增强聚酰胺的拉伸强度、弯曲强度等。

关键词：玻璃纤维

聚酰胺

复合材料

增强

力学性能

中图分类号：TQ323.6文献标识码：A文章编号：1672-3791(2011)02(a)-0085-01

聚酰胺，即PA，俗称尼龙，具有很好的机械性能、耐热性等，易加工，多用于玻璃纤维和其他材料填充增强改性等方面。因为其具有良好的性能，而在世界各国得到了广泛的发展，聚酰胺的产量占工程塑料的第一位，并在汽车、电子电器、机械、日用消费品等诸多领域加以推广。

20世纪30年代后，玻璃纤维以其无毒、质轻等优势在军事方面、建筑、汽车、化工等工业中对于轴承、齿轮的制造发挥了巨大的作用。特别是在耐腐蚀化学领域中，得到了广泛的应用。

1实验部分

1.1材料

PA66：EPR27(原生料)，2730G(玻璃纤维增强料，含30％玻璃纤维)。

1.2仪器设备

选用的是德国Sartorius公司的型号为BSIIOS的数显分析天平；电液伺服试验机分别选用的是英国INSTRON公司的产品，型号为INSTRON1341，其拉伸速度为5mm／rain；电液和英国MTS公司的产品，型号为MTS810，弯曲速度2mm／min，跨距64mm，弯曲扰度6mm，紫外加速仪是Q-U-V型，由美国Q-Panel公司生产；还有扫描电子显微镜日本日立公司生产，加速电压为1kV～40kV，二次电子像分辨率60×10m-10m。

1.3性能测试

按照GB／T16422.3-1997进行进行紫外加速试验，光源为13nm，光照是60°×8h，冷凝为50℃×4h。将原始试样制备完毕后存放于棕色干燥器中，避光保存。在进行试验之前要对所有用于试验的试样进行称重并作为原始质量，然后放入紫外加速仪中开始试验。按照一定的时间规律去除，轻拭表面的水分，干燥2d后迅速用分析天平称量。按照计算公式得出结果，并于原始质量进行比较。

2玻璃纖维对PA66老化形貌的影响

对于解释玻璃纤维对于增强PA66老化过程来说，观察期表面变化的过程是非常关键的。图1是样品在分别老化3周和6周时的扫描电镜图，可以看出EPE27的原始模样在经过3周的老化后，有了明显的裂纹，而六周之后原先的大块又分裂成了小块，并且表面以及发生了脱落，形成凹坑。而用玻璃纤维增强的2730G在3周后只是出现了细小均匀的裂纹，即使是在6周后，其裂纹程度也明显小于EPR27。从EPR27的表面刻有看出老化周时均匀平整的表面列分有近12μm、而且裂缝比较深。而2730G随着老化时间的增加，裸露的玻璃纤维也在增加，雷锋宽度约为612μm，而且很钱。由此，可以看出运用了玻璃纤维，可以阻止裂纹的深入发展，减缓了PA66的老化速度。

3结论

(1)玻璃纤维能够明显增强聚酰胺的拉伸强度和弯曲强度，紫外老化后的力学性能保持率也明显提高。

(2)玻璃纤维能够增强聚酰胺紫外老化后的吸湿率明显比没有增强聚酰胺的吸湿率要低。

(3)玻璃纤维能够增强聚酰胺抗老化机理的原理在于玻璃纤维能够阻止聚酰胺老化裂纹的进一步深化，而且阻止外界因素对聚酰胺本体的进一步腐蚀，使其大大减缓了老化速度。

4结语

到现在为止，聚酰胺被用于工程塑料已经有了将近50年。世界工业的发展对聚酰胺的需求量一直居工程塑料的首位。而随着科技的发展，聚酰胺工业在长期发展中取得了许多喜人的成果，相信聚酰胺在未来的工业发展中将会获得更加广阔的天地。通过实验，我们可以看出玻璃纤维对在增强聚酰胺的弯曲强度、拉伸强度方面有着非常明显的效果，显著增强了聚酰胺的抗老化机理。对于工业飞速发展的今天来说，这无疑是有着非常重大意义的。因此应该将这项技术推而广之。

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