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鈦白粉對玻纖增強尼龍6性能的影響

文章出處:徐州騰飛工程塑料有限公司   發布時間:2017-09-18 09:42:00    點擊數:-   【

1、鈦白粉對增強尼龍6的力學性能影響

鈦白粉作為顏料廣泛應用于塑料配色,提高塑料的白度,然而鈦白粉卻對材料的力學性能有很大的影響,表1顯示,玻纖增強30%的尼龍材料,加入紅色顏料或炭黑后,材料的力學性能改變較小,然而當加入0.5%的鈦白粉后,材料的拉伸強度,彎曲強度分別下降了14%、12%,而缺口沖擊強度和非缺口沖擊強度影響特別明顯,分別下降了41%和39%。

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2、鈦白粉型號及添加量對增強尼龍6性能影響

鈦白粉的種類及型號眾多,具體的性能、指標有很大的差異。在30%玻纖增強的尼龍6中加入0.5%的3種不同型號的鈦白粉,結果見表2。加入銳鈦型鈦白粉(3#)使材料的性能下降大于金紅石型鈦白粉,進口的金紅石型鈦白粉(2#)與國產的金紅石型鈦白粉(1#)對材料的性能影響相差很小。

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我們選用國產的金紅石型鈦白粉(1#),考察其添加量對材料性能的影響,由圖1可知,玻纖增強尼龍材料的性能對鈦白粉非常敏感,當材料中加入0.2%的鈦白粉,材料的性能就會有明顯的變化,隨著材料中鈦白粉含量的增加,材料的拉伸強度、彎曲強度、沖擊強度都顯著下降;當鈦白粉含量達到0.8%以后,材料的性能變化隨著鈦白粉含量增加而下降的程度趨于平緩。

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玻纖在材料中作為尼龍的異相成核劑,使得尼龍在玻纖周圍規整排列,從而提高了玻纖與尼龍樹脂間的作用力,使增強尼龍具有較高的強度;同時玻纖與玻纖之間的區域基本為無定形的尼龍鏈段,為材料提供了一定的韌性;然而,當粒徑為0.25μm的四方晶體鈦白粉分布在樹脂中時,由于鈦白粉的異相成核作用遠大于玻纖的成核作用,使得尼龍鏈段有向鈦白粉形成的晶體排列的趨勢,導致玻纖表層覆蓋的尼龍鏈段減少,作用力減弱,從而材料的強度大幅度減少,而玻纖以外的區域形成了以鈦白粉為晶核的晶體,降低了材料的韌性。

3、表面處理的鈦白粉對增強尼龍6的性能影響

鈦白粉為無機、弱堿性的片狀化合物,為了提高在尼龍中的分散效果,通常采用表面處理劑對鈦白粉進行表面處理。表3是加入0.5%經過處理的鈦白粉后獲得的增強尼龍的力學性能,鈦白粉經過三種不同的表面處理,性能不但沒有提高,反而降低,且表面改性劑與尼龍的相容性越好,性能越差。這是因為當加入表面改性劑后,鈦白粉與尼龍的相容性得到提高,進一步提高了其異相成核的作用,使得材料的力學性能進一步降低,這也驗證了上述對鈦白粉在玻纖增強尼龍材料中所起作用的推測。

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4、鈦白粉對玻纖增強尼龍6結晶行為的影響

圖2顯示,鈦白粉對玻纖增強材料的結晶行為產生一定的影響,純玻纖增強尼龍6的結晶峰值溫度為184℃,當加入鈦白粉后,結晶峰值溫度分別為182.4℃和182.8℃。玻纖和鈦白粉同時存在時,玻纖和鈦白粉都可以誘導結晶,彼此存在相互競爭,此時鈦白粉誘導的結晶占主導地位。

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