聚酰胺改性知識(純手工制作))

1、聚酰胺改性知識培訓(xùn)聚酰胺改性知識培訓(xùn)共混改性按其化學(xué)結(jié)構(gòu)變化分為：化學(xué)改性和物理共混改性?；瘜W(xué)改性：使PA大分子鏈結(jié)構(gòu)發(fā)生較大變化，由于結(jié)構(gòu)的變化而引起PA的變化。物理改性：在PA樹脂中加入適量添加劑、填料或其它聚合物，經(jīng)混合混煉擠出，得到分散均勻的尼龍共混物。物理改性又分為：增強、阻燃、填充、增韌、合金化、功能化等六大類別。增強改性：在PA中加入玻璃纖維、碳纖維等具有增強作用的材料，使PA的彎曲強度、拉伸強度等性能大幅度提高。填充改性：在加工過程中加入無機填料或有機填料提高材料的某些性能。阻燃改性：在PA中加入阻燃劑進(jìn)行共混，使其具有難燃性。增韌改性：在PA中添加一定量的彈性體進(jìn)行共混，使P

2、A的抗沖擊性能和耐低溫性能大幅度提高。合金化：是PA與其它聚合物共混，以PA作連續(xù)相，其它聚合物為分散相的共混體。功能化：在PA基體中加入一些功能材料，使PA具有某些功能，使PA高性能化的改性方法。1、改善PA的吸收性，提高制品的尺寸穩(wěn)定性；2、提高PA的阻燃性；3、提高PA的機械強度；4、提高PA的抗低溫脆性，改善其耐候性；5、提高PA的耐磨性，延長制品使用壽命；6、提高PA的抗靜電性能，適應(yīng)礦山使用要求；7、降低PA的成本，提高產(chǎn)品競爭力；8、提高PA的耐熱性。玻璃纖維的增強作用機理玻璃纖維的增強作用機理：無論長玻璃纖維還是短玻璃纖維增強PA,在共混過程中，玻璃纖維在螺桿擠出機高剪切作用下

3、，被切成一定長度的纖維，并均勻的分布在PA樹脂中，混合擠出過程中，玻纖會沿軸向方向產(chǎn)生一定程度的取向，當(dāng)制品受到外力作用，從基體傳到玻纖時，力的方向會發(fā)生變化，即沿玻纖取向方向傳遞，這種傳遞作用，在一定程度上起到力的分散作用，這就增強了 材料承受外力作用的能力，在宏觀上，顯示出材料的彎曲強度，拉伸強度等力學(xué)性能的大幅度提高。增強材料種類：增強材料種類：1、玻璃纖維：目前應(yīng)用最廣的增強材料。分為中堿玻纖、無堿玻纖。尼龍增強一般用無堿玻纖（E型）。2、碳纖維：石墨纖維和無定形纖維。3、芳綸：具有高強度，高模量的高性能有機高分子纖維。4、硼纖維：拉伸強度是玻璃纖維的五倍，但價格高。5、其它的還有晶須

4、、云母、蒙脫土。1、玻纖的直徑：一般使用直徑在10-20um范圍內(nèi)，太粗與PA的粘結(jié)性差，引起性能下降，太細(xì)易被螺桿剪切成細(xì)微粉末，失去纖維作用。2、玻纖長度：一般控制在2-3mm，理論上講，玻纖長度越長其增強效果越好，但會帶來制品表面粗燥及翹曲問題。玻纖的長度與其原始長度無關(guān)，而與螺桿組合結(jié)構(gòu)及轉(zhuǎn)速相關(guān)。3、玻纖含水量：玻纖在制造過程中經(jīng)表面處理劑浸潤，玻纖表面會吸附一定的水分，在熔融擠出過程中將使PA產(chǎn)生水解，導(dǎo)致性能下降。一般玻纖水分控制標(biāo)準(zhǔn)在萬分之三以內(nèi)。4、玻纖表面處理的影響：玻纖在生產(chǎn)中會進(jìn)行表面浸潤處理，為玻纖與樹脂的黏結(jié)提供良好的界面。1、玻纖含量對性能的影響：玻纖含量增加，產(chǎn)

5、品的流動性下降；在35%GFPA內(nèi)，隨著玻纖含量增加，產(chǎn)品力學(xué)性能也會增加，35%-45%玻纖增強，產(chǎn)品力學(xué)性能變化不是很大，當(dāng)玻纖含量達(dá)到50%以上時，除彎曲模量會有所增加外，拉伸、沖擊會有不同程度的下降；玻纖達(dá)到35%時，熱變溫度不會隨玻纖含量增加而增加；隨著玻纖含量的增加，材料的成品收縮率會隨之變小，當(dāng)玻纖達(dá)到35%時，成型收縮率大致為0.2%，玻纖含量再增加，成型收縮率變化不是很大。2、玻纖的加入大幅度提高了PA的力學(xué)性能，但對其制品表面變得越來越差，特別是黑色制品表面會出現(xiàn)泛白現(xiàn)象，因此生產(chǎn)高玻纖含量時要添加助劑來改善表面。1、擠出溫度太低，玻纖包覆效果差，往往會出現(xiàn)玻纖外露，帶條表

6、面粗燥、無光澤脆性大，產(chǎn)品沖擊強度較低；擠出溫度過高，則易造成熱氧化分解，產(chǎn)品力學(xué)性能下降，外觀變黃，甚至成灰色。因此，必須根據(jù)基料和玻纖含量的不同來選擇適當(dāng)?shù)臄D出溫度。2、共混擠出溫度選擇的原則：控制在略高于基料熔點的范圍內(nèi)，在實際操作中可根據(jù)玻纖入口熔體的流動狀況來確定熔融區(qū)溫度，根據(jù)擠出帶條光澤度來確定計量段、壓縮段各區(qū)溫度。螺桿轉(zhuǎn)速的高低，間接反應(yīng)熔體在螺桿中的停留時間，熔體停留時間的長短直接影響基料的熔融塑化效果及玻纖分散程度，其次還影響產(chǎn)量。螺桿轉(zhuǎn)速太低時，螺桿的剪切作用小，導(dǎo)致玻纖分散不均，螺桿轉(zhuǎn)速太高，其剪切混合作用強，但會產(chǎn)生大量的摩擦熱，導(dǎo)致螺桿溫度過高而使基料及部分助劑分

7、解，影響質(zhì)量。螺桿設(shè)定的原則：低玻纖含量時，可適度提高轉(zhuǎn)速；高玻纖含量時，應(yīng)采用中低轉(zhuǎn)速；阻燃增強，由于阻燃劑易分解，宜采用低轉(zhuǎn)速。1、控制系統(tǒng)的水含量（原材料、玻纖）；2、選擇合適的玻璃纖維品質(zhì)；3、選擇適當(dāng)?shù)穆菁y組合結(jié)構(gòu)，保證玻纖的分散與混合；4、選擇適當(dāng)?shù)臄D出溫度，即要保證基料的充分熔融，又要防止高溫降解；5、制造高玻纖含量增強PA6 PA66，應(yīng)選擇適宜的防玻纖外露劑和高分散潤滑劑，耐熱性偶聯(lián)劑。對于生產(chǎn)薄厚不均，或薄形且結(jié)構(gòu)復(fù)雜的制品，易產(chǎn)生翹曲，使制品的尺寸穩(wěn)定性差。解決這一問題的辦法就是在增強的同時，添加一定量的無機填充料。生產(chǎn)玻纖填充增強PA6 PA66時要注意：1、根據(jù)用途要

8、求來選擇無機填充劑及用量；2、選擇合適的偶聯(lián)劑。1、選擇適當(dāng)?shù)淖枞紕仨毧紤]阻燃劑的分散性和阻燃效率；2、選擇分解溫度較高的阻燃劑，適當(dāng)添加適量的分散劑；3、由于低分子的加入，會使材料沖擊性能下降，應(yīng)根據(jù)用途考慮添加適量的彈性體，改善材料的抗沖擊性能；4、選擇合適的共混擠出溫度，既要保證玻纖的均勻分散，又要注意防止阻燃劑分解。1、選擇合適的增韌劑用量；2、選擇適當(dāng)?shù)穆菁y組合，以適合玻纖和彈性體的分散；PA常用的無機填料有：碳酸鈣、滑石粉、硅灰石、高嶺土、云母、玻璃微珠、炭黑、二氧化硅、二氧化鈦（鈦白粉）、硫酸鋇等。無機填料填充PA，可降低成本，提高剛性、耐熱性、尺寸穩(wěn)定性和降低收縮率；缺點是

9、材料的沖擊強度、拉伸強度、表面光澤度、加工流動性均有所下降。1、纖維狀、柱狀、片狀等縱橫面比較大的填料，有利于提高PA的力學(xué)性能；2、球狀、粒狀填料可提高加工性能，但會降低材料的力學(xué)性能；3、填料的粒徑較大時，材料的拉伸強度和沖擊強度都下降，粒徑越小，材料的強度越高；4、填料表面具有表面活性基團，有利于提高填料與聚合物的黏結(jié)性；5、填料表面硬度高，則復(fù)合材料的表面硬度提高。1、碳酸鈣：分為重質(zhì)碳酸鈣、輕質(zhì)碳酸鈣、活性碳酸鈣，分類不同具體形狀和粒徑也不同。2、滑石粉：白色或淡黃色粉末，片狀填料?？商岣咧破返挠捕?、阻燃性、耐酸堿性、電絕緣性、尺寸穩(wěn)定性、耐蠕變性，并具有潤滑性，可減少對機械及模具的

10、磨損；但用量過多會影響產(chǎn)品的焊接性。3、硅灰石：是針狀、棒狀及粒狀的混合體，以針狀為主。外觀為白色晶體、不帶結(jié)晶水，吸濕性小、無毒、熱脹系數(shù)小、耐氣候老化、電性能優(yōu)良。常用硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行表面處理。4、高嶺土：成型加工性優(yōu)于碳酸鈣，填充量達(dá)到樹脂的3倍仍可成型。具有優(yōu)良的電絕緣性能，添加量一般為5-60%，粒度在100目以上；高嶺土的吸濕性大，容易受潮結(jié)塊，使用前將其烘干。1、填料的性質(zhì)、表面活性、粒徑大小；2、一般講填料增加，復(fù)合材料的拉伸強度有所增加，缺口沖擊強度隨之減小，當(dāng)填料達(dá)到30%時，變化趨勢??；3、隨著填料用量增加，復(fù)合材料的熱變形溫度變高，成型收縮率減??；4、填料用量的增加，復(fù)合

11、材料的流動性減小，不同填料對流變性能影響不一樣；5、選擇合適的偶聯(lián)劑，含硅類無機填料最好選用硅烷類偶聯(lián)劑，其它填料可選擇鈦酸酯和鋁酸酯類，偶聯(lián)劑用量（g)=填料用量g*填料表面積m2.g-1/偶聯(lián)劑的最小包覆面積m2.g-16、填料的加入，降低了PA的流動性，應(yīng)適當(dāng)增加潤滑劑用量，隨之填料的增加，復(fù)合材料的光澤度隨之降低，應(yīng)添加一定量的光亮劑保證制品表面光潔度。5、云母：典型的片狀結(jié)構(gòu)，具有玻璃光澤，無毒，可用于與食品接觸的制品。6、炭黑：即有保護(hù)光降解和抗熱氧化作用，又能提高制品的剛性；炭黑的顆粒越細(xì)，黑度越高，紫外線屏蔽作用越強，耐老化性能越好，制品的的表面電阻率越低，但在某種程度上分散較

12、困難。7、二氧化鈦（鈦白粉）：分為銳鈦型、金紅石型，金紅石型做為填料較好，能使光的反射率增大，保護(hù)高分子材料免遭紫外線破壞，可提高材料的硬度和耐磨性。尼龍用阻燃劑種類：1、有機溴類：十溴二苯醚（DBDPO)不環(huán)保；溴化聚苯乙烯（BPS)含溴量高，分子量大，熱穩(wěn)定性好，分散性和相容性優(yōu)良，不噴出，不遷移，改善了變色、電性能下降、銅腐蝕等問題。2、有機磷類：磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯。3、有機氮系類：三聚氰胺、三聚氰酸鹽（MCA).4、無機類：紅磷、三氧化二銻、硼酸鋅、氫氧化鎂等。有機溴類的阻燃劑，阻燃效果最好，但會有一定的析出現(xiàn)象，燃燒時會放出有害氣體；氮系阻燃劑阻燃效果一般，但燃燒時不會釋放有害

13、氣體，是環(huán)保型阻燃劑，且具有較好的潤滑性；紅磷是PA有效的阻燃劑，添加量小，特別適合CTI值要求高的制品，缺點是只能制造深色制品。1、阻燃效果好，用量小；與尼龍的相容性好；分解溫度高，在PA的加工溫度下不分解；2、耐久性優(yōu)良，無明顯的表面遷移；對材料的機械性能影響小，對產(chǎn)品電性能影響?。?、對設(shè)備腐蝕盡可能小，一般鹵素阻燃劑因分解產(chǎn)生HX,對設(shè)備有一定腐蝕；4、無毒、無臭、無污染，價格便宜。阻燃劑有主阻燃劑和輔阻燃劑，主阻燃劑有：溴系、磷系、氮系、無機氫氧化物；輔阻燃劑為協(xié)效劑：如三氧化二銻、硼酸鋅、消煙劑氧化鋅等。1、溴系與銻系：配比一般為3：1，三氧化二銻本身并沒有阻燃效果，與溴系阻燃劑配

14、合使用時，燃燒會產(chǎn)生SBX3，具有隔氧效果。2、溴系與磷系配比一般為3：2，鹵素阻燃劑主要是氣相阻燃，磷系是固相阻燃，兩者形成氣-固相阻燃體系。3、磷系與銻系同溴系與銻系。4、三氧化二銻與硼酸鋅配合產(chǎn)生協(xié)同作用，硼酸鋅起到防滴落作用，硼酸鋅加入可減少三氧化二銻的用量。1、鹵系化合物不宜與有機硅混合使用，兩者混合，使阻燃體系的氧指數(shù)降低；2、溴系阻燃劑不宜與硬脂酸鋅配合使用，否則會降低溴系阻燃效果；3、紅磷不宜與有機硅混合使用；4、溴系阻燃體系中，不宜添加碳酸鈣、碳酸鎂否則會降低其阻燃效果。1、因阻燃劑是小分子化合物，隨著阻燃劑用量的增加，流動性會提高，拉伸強度、彎曲強度和沖擊會有所下降；2、阻燃劑分散不均勻會造成阻燃性能不均勻，沖擊強度不均勻，特別是阻燃劑集中處，會引起最先斷裂，還會引起制品分層脫落現(xiàn)象；改善阻燃劑分散程度措施：加適量分散劑、合適的混合工藝、加料器應(yīng)裝有攪拌器、適當(dāng)改進(jìn)螺桿熔融段結(jié)構(gòu)；3、體系含水量越多，沖擊強度越低，原材料應(yīng)進(jìn)行烘干；4、擠出溫度太高會導(dǎo)致阻燃劑分解，擠出溫度太低會使PA塑化不好，阻燃劑分散不均；設(shè)定擠出溫度的原則：純阻燃PA,擠出溫度應(yīng)在PA熔點附近調(diào)整，增強阻燃PA，擠出溫度略高于熔點溫度，填充阻燃PA，擠出溫度略高于阻燃尼龍。5、螺桿轉(zhuǎn)速：阻燃增強產(chǎn)品，螺桿轉(zhuǎn)速可適中；純阻燃PA