扁平玻纤增强PA9T复合材料的制备与性能研究

发布时间：2020-05-19 18:58

【摘要】：扁平玻璃纤维是一种有一定厚宽比横截面的特种玻璃纤维,其对工程塑料有增强作用。本文采用扁平玻璃纤维增强PA9T树脂,研究其对PA9T力学性能、加工性能等的影响,并与普通玻璃纤维的增强进行对比,再采用硅灰石对其优选配方的翘曲性能进行改善。本文先探究了扁平玻璃纤维增强PA9T复合材料的力学性能、流动性、翘曲形变量以及结晶性能。结果表明,扁平玻璃纤维添加量为55wt%时,PA9T复合材料的拉伸强度最优,达243.5 MPa,添加量为65wt%时,弯曲强度和缺口冲击性能最优,为328.4 MPa,缺口冲击为23.5 kJ/m~2,55wt%扁平玻璃纤维增强PA9T复合材料的翘曲形变量仅为1.0mm;扁平玻璃纤维增强PA9T复合材料非牛顿指数n为0.56,流动活化能△E为123.6kJ/mol,表现出较普通玻璃纤维增强PA9T复合材料更优良的流动性能。结合材料拉伸断面的SEM照片分析,扁平玻璃纤维增强PA9T复合材料性能优于普通玻璃纤维增强PA9T复合材料主要归因于,扁平玻璃纤维在PA9T树脂中分散的较普通玻璃纤维更均匀,取向更一致。再添加2~6wt%硅灰石至55wt%扁平玻璃纤维增强PA9T体系中,用于降低制品的翘曲形变量。研究表明,添加6wt%硅灰石,制品的翘曲形变量由1.00 mm降低至0.80mm。2wt%硅灰石可使加工平衡转矩由9.85N·m降低至7.89N.m,利于材料加工性能,并进一步提升9.0%的结晶度。但对于55wt%扁平玻璃纤维增强PA9T复合材料的力学性能有轻微的降低,SEM照片分析其原因为硅灰石与PA9T树脂界面粘结较弱。
【图文】：

树脂,酰胺键,玻璃化转变温度,分子链

图 1-1 PA9T 树脂的合成般的全脂肪链结构的 PA 树脂分子链柔性优良，，成型品结晶化程度高、且韧 PA 树脂也因分子链较柔，导致其玻璃化温度低，例如常见的 PA6 玻璃化60℃，耐热性能欠佳。PA9T 树脂采用对苯二甲酸来替代脂肪族羧酸，避免入而导致的加工性能恶化（例如二元胺碳原子数为 6 且重复单元中具有一6T，其玻璃化转变温度高达 125℃，熔点高到 370℃，超过了其 350℃的热兼具了 90℃的高玻璃化转变温度和 260℃合适的熔融温度。 PA9T 树脂的性能1）吸水性酰胺因其含有较强极性的酰胺键，往往被认为易吸水的聚合物。但 PA9T单元中较长的非极性碳链与低添加量的酰胺键，PA9T 树脂是目前聚酰胺的品种，其吸水率仅为 0.17％，仅常见的 PA6（3.5%）的 1/20、PA46(1.8

示意图,纤维增强,机理,示意图

图 1-2 纤维增强机理的示意图结合理论[7]料和纤维的化学成分不同，且通常情况下为性质相差较与纤维的界面成为决定纤维增强材料性能好坏的关键。态和两种材料的浸润性是形成界面的基础。在形成界面作用结果，纤维和基体材料之间，主要由物理作用或化态决定了界面层的性质。界面层存在如下界面效应：不连续效应，界面处物理性所受到力分散给增强相；阻断效应，材料受力时界面可导效应，增强相可诱导基体产生高弹性等。复合材料的进而影响复合材料的整体力学性能，因此界面的结合理种理论包括：机械结合理论，一般认为纤维的表面越粗
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TB332;TQ327.1

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