《短切玻璃纤维增强PA6的缺口冲击性能》.pdfVIP

第37卷第1期 贵州工业大学学报(自然科学版) V01．37No，1 0FGUIZHOUUNIVERSITYOFTEC}烈研OGY 2008年2月 JOI琅NAL February．2007 Science (Natural Edition) 文章编号-：1009—0193(2008)01—0020—05 短切玻璃纤维增强PA6的缺口冲击性能 熊玉竹1，2一，刘 滢4，王超先4，于 杰3，涂铭旌2 (1．贵州大学材料科学与冶金工程学院，贵州贵阳550003；2．四川大学材料科学与工程学院，四川成都 102500) 摘要：用仪器化冲击试验研究了玻璃纤维对短切玻纤增强R％(SGF—R％)悬臂梁缺口冲 击性能的影响。一方面，纤维限制和约束了PA6基体的塑性变形，有降低复合材料冲击韧性 的影响。另一方面，冲击断裂过程中的纤维／基体界面破坏和纤维拔出可吸收一部分能量(在 断口分析中很少看到纤维的断裂，所以未考虑纤维断裂的影响)，这有增加复合材料冲击韧性 的影响。这两个因素共同影响SGF—PA6的缺口冲击性能。冲击曲线的最大力值与界面破 坏和纤维拔出有关。试验结果显示，随着温度降低，SGF—PA6的缺口冲击性能降低。但在相 同的低温条件下，SGF—PA6的缺口冲击韧性优于纯PA6，所以认为界面的破坏和纤维的拔出 对SGF—PA6的低温冲击韧性有重要作用。 关键词：短切玻纤增强尼龙6；仪器化冲击；界面 中图分类号：偈302 文献标识码：B 0引言 一般，在树脂中配以适量的增强纤维，能使塑料的力学性能如冲击强度、杨氏模量、耐疲劳性、耐蠕变 性、刚性等得到明显的提高，同时可使制品的尺寸稳定，收缩率降低，热变形减小。因此，纤维增强的塑料制 品已在许多工业部门得到应用。作为工程材料的短切玻纤增强PA6由于其良好的机械性能和加工性能而 被广泛的应用。玻纤增强树脂的冲击性能作为一个重要的材料参数被广泛研究【1-7J。其冲击性能主要受 以下几个方面影响的【3-4]：(1)基体塑性变形和基体断裂的影响；(2)基体与纤维的界面破坏和纤维拔出的 影响；(3)纤维断裂的影响。文献[6J研究了玻璃纤维对玻纤增强PA6缺口冲击韧性的影响规律，但没有对此 做出更详细的解释。本文用仪器化冲击试验研究了玻纤增强PA6的缺1：3冲击性能，详细分析了冲击试验过 程中力随时间的变化规律，并对试验结果进行了较为详细的讨论。本文还研究了温度对玻纤增强PA6的冲 击性能的影响。 1 实验部分 实验用PA6由广东新会美达尼龙切片股份有限公司生产。实验选用的增强纤维是工业生产常用的(10 肛m)E型短切玻璃纤维，由山东泰山玻璃纤维股份有限公司生产。先用双螺杆挤出机将PA6和短切玻璃纤 维的混合物挤出造粒，烘干后注塑成哑铃状的拉伸样条，然后再切成长80mm，宽10aim，厚4mm的长方体 冲击样条。纤维沿基体流动方向优先取向。缺口冲击样条的缺口深度为2mm，缺口根部的曲率半径为0． 25 rflrn．实验样条放在干燥皿中干燥48小时后，分别在实验温度稳定三个小时后进行实验。实验温度分别 为23℃，一10℃和一50℃．仪器化冲击实验机为Ceast Impactor．冲击方式为悬臂梁缺口冲击实验，使用2． 75J的冲击锤。拉伸实验的设备为WDW一10C微机控制电子万能实验机。用扫描电镜观察试样的断面形 收稿日期：2007一10—30 基金项目：贵州省自然科学基金项目(2002)3079)． 作者简介：熊玉竹(1969一)，女，I兀tJll大学在职博士研究生，副教授，任职于贵州大学材料科学与冶金工程学院，主要研究方向为聚合物 改性，高分子材料聚集态结构对材料力学性能的影响。 万方数据 第1期 熊玉竹，等：短切玻璃纤维增强PA6的缺口冲击性能 21 kv．实验样条的成分组成如表1所示。 态，加速电压为2