表面处理工艺对PA6／硅灰石复合材料力学性能的影响.pdfVIP

冯钠 ，等 ：表面处理工艺对PA6／硅灰石复合材料力学性能的影响 5 表面处理工艺对PA6／硅灰石复合材料力学性能的影响 冯 钠 苏鸿翔 王志强 李苗 (大连工业大学化工材料学院，大连 116034) 摘要 采用硅烷偶联剂KH一550和钛酸酯偶联剂 JN一114及直接法和预处理法两种表面处理工艺对硅灰石进 行表面改性并制备 了相应的尼龙6(PA6)／硅灰石复合材料，分析和研 究了这两种处理工艺对 PA6／不同偶联剂改性 硅灰石复合材料力学性能的影响。结果表明，直接法可以改善 PA6／硅灰石复合材料的拉伸强度和冲击强度，其中 KH一550的改善效果明显优于JN一114。预处理法可明显增加硅灰石表面活性基 团的数量，进一步提高PA6／KH一 550改性硅灰石复合材料的拉伸强度 (最高达96．26MPa)；但对PA6／JN—l14改性硅灰石复合材料力学性能的影响 不显著。扫描 电子显微镜 (SEM)观察和熔体流动速率 (MFR)测试表明，经预处理法处理的KH一550改性硅灰石与 PA6的界面结合得到了进一步增强。 关键词 尼龙 6 硅灰石 表面处理工艺 力学性能 界面 尼龙6(PA6)为结晶性聚合物，具有强耐磨、自 限公司； 润滑、耐油、耐化学药品等优 良性能，应用效果好。 钛酸酯偶联剂：JN一114，江苏常州江南助剂厂； 但作为结构材料，对其强度、耐热性、耐寒性等提出 预处理剂：自制； 了较高的要求。虽然玻璃纤维(GF)能使 PA6的强 其它助剂：市售。 度得到大幅度提高，但 PA6／GF复合材料也存在很 1．2 主要设备、仪器 多缺点，如：流动性差、GF外露、收缩率大、后翘 曲严 双螺杆挤出机：TE一35型，L／D=36，科倍隆科 重、制品加工较困难等。在组件复杂和制品表面粗 亚机械有限公司； 糙度等级要求较高的情况下，PA6／GF复合材料所 高速混合机：GH一10型，北京塑料机械厂； 暴露的问题更加明显 ¨ 。 注塑机 ：HD一90F2型，大连华大机械有限公 硅灰石是一种钙质偏硅酸盐矿物(其中SiO的 司 ； 质量分数为51．7％，其余为 CaO)，具有低吸油性、 傅立叶变换红外光谱 (FTIR)仪：spectrumONE 低吸水性、较高的热稳定性和化学稳定性等优 良性 — B型，美国铂金埃尔默仪器公司； 能，并且其本身具有独特的针状结构，长径比一般为 电子拉力试验机：RGT一5型，深圳市瑞格尔仪 10：1～20：1。相对于 GF，硅灰石的主要优点有：改 器有限公司； 善塑料制品的表面光滑性；提高塑料制品的尺寸稳 扫描电子显微镜 (SEM)：JSM一6460LV型，日 定性和热稳定性；调整塑料材料的流变性能等。但 本 电子公司； 目前对硅灰石填充增强 PA6的研究 比较少 J。 熔体流动速率(MFR)测试仪：XRZ400型，吉林 笔者采用硅烷偶联剂 KH一550和钛酸酯偶联剂 JN 大学科教仪器厂。 一 114及直接法和预处理法两种表面处理工艺对硅 1．3 试样制备 灰石进行表面改性并制备了相应的PA6／硅灰石复 (1)硅灰石的表面改性 直接法：将两种偶联剂、硅灰石及分散剂按一定 合材料，探讨 了不同表面处理工艺对 PA6／不同偶联 剂改性硅灰石复合材料结构和性能的影响。 比例在一定温度下分别混合，得到不同偶联剂改性 的硅灰石 。 1 实验部分