聚酰胺树脂虽然具有一系列优良的性能,但与金属材料相比,还存在着强度、刚性较低,因吸水或潮湿而引起尺寸变化较大等不足,应用受到一定的限制。因此,人们开发了用玻璃纤维、石棉纤维、碳纤维、金属晶须等增强的复合材料品种,在很大程度上弥补了聚酰胺性能上的不足,其中以玻璃纤维增强聚酰胺最为重要。
聚酰胺经玻璃纤维增强后,力学强度、刚性、尺寸稳定性和耐热性等明显提高,成为性能优良,用途广泛的工程塑料。将它作为替代金属材料的结构零部件使用时,疲劳强度约为未增强聚酰胺的2.5倍,它的比疲劳强度已经接近金属的水平。另外,玻璃纤维增强聚酰胺的蠕变与未增强聚酰胺相比,也有大幅度的下降,而且增强聚酰胺的蠕变大部分发生在最初的几十小时之内,以后便逐渐趋于平缓,这种蠕变特性对于结构零部件来说是十分可贵的。玻璃纤维增强聚酰胺的热变形温度较高,而且耐热老化性也比未增强聚酰胺好,使用寿命随之提高。这是因为玻璃纤维具有良好的网络补强作用,即使聚酰胺本身受到热老化作用,其强度仍能由玻璃纤维的网络补强而在相当程度上得到维持。
增强聚酰胺的生产方法有短纤法和长纤法。所谓短纤法是将切断的纤维混入聚酰胺树脂中,同时加入双螺杆挤出机中进行共混。长纤法是聚酰胺通过加料器进入双螺杆挤出机入口处,玻璃纤维从双螺杆熔融区导入,通过双螺杆的转动带入双螺杆与熔融的基料汇合,并进入螺杆的捏合区,经捏合块强剪切作用,将纤维剪成一定长度的短纤与基料混合均匀,而得到最终产品。
玻璃纤维增强聚酰胺制品可采用注射、挤出等成型方法加工。加工工艺基本上与相应的聚酰胺相同。但由于流动性较差,因而在注射成型时,注射压力和速度需适当提高,机筒温度应比相应聚酰胺提高10~30℃。熔融状态下纤维会发生取向,尺寸变化产生各向异性,制品容易发生变形和翘曲。因此,在成型工艺条件、模具设计、浇口位置和形状等方面,必须引起足够的重视,并做出适当的调整。(www.xing528.com)
增强聚酰胺的品种繁多,几乎所有聚酰胺都可以制造增强品级。商品化较多的品种有:增强PA6、增强PA66、增强PA46、增强PA1010等。其中,产量和用量最大的是增强PA6、增强PA66。
玻璃纤维增强聚酰胺除了与未增强聚酰胺的用途相同之外,还适合制作在力学强度、刚性、韧性、耐热性和尺寸稳定性等方面有着更高要求的机械、汽车电器等零部件,如电钻和电机外壳、增压器管道、汽车车盖、汽车变速杆底座汽车制动踏板、泵叶轮、螺旋桨、轴承、轴套、齿轮、滑轮、螺母、手柄、拨叉、灯座、工具把手、各种开关、油箱等,也可加工成管材和棒材。
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