• 电话:0635-8888475

  • 电话:86-635-8570433

  • 电话:0635-8888200

  • 电话:022-86896390

  • 电话:022-58883113

  • 电话:022-86888686
  • 您当前位置:首页 > 资讯 > 本网动态 > 偶联剂对玻纤增强ABS复合材料性能的影响

    偶联剂对玻纤增强ABS复合材料性能的影响

    2018-10-09   来源:   点击数:28次 选择视力保护色: 杏仁黄 秋叶褐 胭脂红 芥末绿 天蓝 雪青 灰 银河白(默认色)   合适字体大小:
    请发给您身边需要的朋友:
       中国钢管信息港最新消息报道:实验1.1实验材料选用波音757飞机刹车副用C/C复合材料,将其制备成15mmX 10mm的块状样品,经600号砂纸打磨后,清洗烘干置于干燥罐内备用。选用化学纯磷酸盐,正硅酸四乙脂(TEOS),蒸馏水,酒精及其他少量化学试剂,分别按一定比例配制成具有相同磷酸盐质童摩尔浓度的溶液和溶胶,密封静置一段时间后使用。
      
      1.2涂层样品制备及抗氧化实验将制备的C/C样品预热一段时间后迅速分别放进磷酸盐溶液和溶胶中,4h后取出样品放于干燥罐内晾干,然后,逐步加热进行热处理。取一部分浸磷酸盐溶液样品再浸溃1次磷酸盐溶液或TEOS液,而浸溃溶胶的样品也取出一部分继续浸溃溶胶,在无气泡逸出后取出晾干,热处理后放人干燥罐内备用。
      
      将马弗炉预。热至650X:后,放人经过不同处理工艺的C/C复合材料样品,每隔5h取出称重。共氧化50h,氧气流量为2L/min,用分析天平测量样品的氧化失重状况。用X射线SEM等设备观测涂层氧化前、后的成分,形貌变化。
      
      2结果与分析2.1涂层抗化效果是单纯浸溃磷酸盐溶液或磷酸盐溶胶的样品在分别浸溃1次或2次后的氧化失重曲线。由(a)可知,在650C的氧化条件下,未浸溃处理的C/C复合材料样品的氧化失重曲线基本上是直线,而经过1次浸溃处理样品的氧化曲线也呈直线型。但是,浸溃磷酸盐溶液的样品氧化失重率大于浸溃磷酸盐溶胶的样品,其50h后氧化失重率为17. 29%,而浸溃溶胶样品的氧化失重率为6.8%.这种情况在经过2次浸溃处理的C/C复合材料样品的氧化失重曲线中再次出现(见(b)),并且浸溃2次溶胶的样品比仅浸溃1次溶胶的样品氧化失重率略小,而溶液浸溃样品的区别不大。表明:经过溶胶浸溃处理的样品比经溶液浸溃处理的样品具有更好的抗氧化能力,而且浸溃次数的差别可适当提篼溶胶涂层的抗氧化能力。
      
      1样I2―磷酸盐溶液的样品(3―溃盐溶胶的样品是混合浸溃磷酸盐溶液和浸溃TEOS液的样品与单独授溃1次和浸溃2次磷酸盐溶胶样品的氧化失重曲线对比图。由可知,经过混合浸溃的C/C复合材料样品的抗氧化能力在氧化前期效果较好,但在后期其氧化失重率迅速升高,表明混合浸溃的效果有限。
      
      2.2SEM和X射线分析U),(b)分别是浸溃1次磷酸盐溶液和授溃1次磷酸盐溶胶的C/C复合材料样品在氧化前的表面形貌。在(a)中,溶液涂层上有较多、较大的裂田2651><511时样品的氧化失重曲线纹,而且局部涂层呈剥离和环状的裂纹形态,这是由于在C/C复合材料中,碳纤维与沉积炭之间存在热膨胀系数的差别,导致溶液涂层在这些地方容易产生缺陷,使涂层不翠密、不完整,导致涂层抗氧化效果不理想。但(b)中的溶胶涂层比较致密,与C/C复合材料结合良好,只在局部范围内有少许很细小的、未贯穿涂层的裂纹,未发现(a)中呈网络状的裂纹和剥落状态。
      
      (a),(b)分别是溃1次磷酸盐溶液、磷酸盐溶胶的C/C复合材料在经过650TX50h氧化后涂层的表面形貌。(a)中涂层已大块剥落,炭基体已基本暴露在空气中,并且有较多纤维露出,沉积炭消耗很多,剩下的磷酸盐涂层粘附在C/C复合材料表面,已无法起到保护作用。而(b)中的涂层仍然附着在炭基体表面,且没有大块的炭材料直接暴露在空气中,表明此类涂层仍能保持一定的抗氧化能力;但涂层上存在较大、贯穿涂层的裂纹,而且涂层出现大倨孔洞,有些部位的涂层已经很薄,使氧气能够轻易到达C/C复合材料表面,从而导致涂层系统的失效,说明浸溃溶胶的C/C复合材料在氧化后期失重迅速增加。
      
      是磷酸盐溶胶在制备后及经过300X:X1h和650CXIh热处理后的X射线衍射分析曲线。由曲线1可见,其没有明显的晶体衍射峰,呈玻璃体状态的漫散射峰;而经过300tXlh热处理的曲线整体上仍为玻璃态的漫散射峰,但已有一条尖锐的峰线出现;但在经过650tXIh热处理后,溶胶样品已发生较大的变化,其衍射曲线为典型的晶体衍射峰。表明:溶胶涂层能在低于C/C复合材料氧化温度点以下的范围内逐步反应,在较低的温度区域内以玻璃态形式存在,在一定程度上可以增加涂层的流动性,缓解涂层与C/ C复合材料因热不匹配所产生的应力,减少裂纹的产生,还能适当封填涂层在热处理中产生的孔洞等缺陷。但是,在较篼温度下,由于涂层已转变为晶体状,与C/C复合材料之间将产生热不匹配现象以及低熔点物质的挥发损耗,故在实验后期,涂层内裂纹等缺陷不能被封填,产生较多的孔洞,涂层逐渐变薄,易使氧气渗透,因此,涂层将逐步丧失抗氧化的能力。所以,抑制涂层内低熔点物质的挥发,防止涂层晶型过早转变,保证涂层的自愈合能力,是提篼涂层抗氧化能力的关键技术之一。
      
      2.3抗氧化机理分析C/C复合材料在微晶晶格排列上的缺陷,使缺陷处的碳原子具有较高的化学活性,而650X:处于C/C复合材料与氧气发生反应时从化学反应控制转向扩散控制区间的温度范围内。因此,减少此类氧化活化点数量,并提篼C/C复合材料的表面密度,降低其表面积,减少氧气与碳的接触几率和反应几率,可提篼C/C复合材料的抗氧化能力。
      
      由于磷酸与C/C复合材料浸润,可封闭C/C复合材料的氧化活化点,故具有良好的抗氧化性能;而Si02具有与C/C复合材料接近的热膨胀系数和较低的氧气渗透率,可在C/C复合材料表面形成较致密的涂层,故都是常用的抗氧化试剂。
      
      但单纯的磷酸或磷酸盐溶液在浸溃后的热处理过程中成分变化较大,主要是从单分子状态向缩聚态转变。在此过程中,磷酸类涂层产生孔洞、裂纹等缺陷,难以形成致密的涂层。因此,仅以磷酸及其盐作为C/C复合材料的抗氧化试剂难以达到长时间抗氧化的目的。虽然多次授溃可以在一定程度上封填单次浸溃中的缺陷,但由于磷酸盐与C/C复合材料在热膨胀系数上的差异,以及涂层增厚引起的热应力产生新的缺陷,故2次浸渍后涂层抗氧化效果不佳。
      
      000C时不能形成玻璃态,不能封填涂层中的缺陷,且在热膨胀系数上的差异也会降低其抗氧化效果。同样,对于不同溶液混合浸溃涂层的C/C复合材料,由于热膨胀系数上的差异及成分不均匀产生的多种缺陷,也使其抗氧化能力降低。
      
      中国钢管信息港最新消息报道:相对于以上2种溶液浸溃方法,采用适当的溶胶配制方法可以钝化涂层前驱体成分的化学活性,避免过早反应。将磷酸、TEOS等混合在同一种涂层前驱体中,在减少浸溃次数,降低涂层最终厚度的基础上最大限度地调整涂层成分,降低涂层与C/C复合材料热膨胀系数不匹配,减少裂纹产生。并且酒精与C/C复合材料之间有良好的润湿性能,能够带动涂层前驱体充分铺垫在材料表面,形成较致密的涂层。同时,由于涂层在较大的温度区域内呈玻璃态,可在一定程度上减少封填涂层制备过程中产生的缺陷,保证涂层的致密性。而且,由于溶胶中各种成分能够均匀混合,可保证涂层整体范围内成分差别不大,从而降低因成分差异引起的缺陷。
      
      另外,还能因磷酸与TEOS等物的反应将涂层内各种成分比较紧密地结合,提高涂层致密性,抑制涂层内易挥发物质的损耗,降低氧气在涂层内的渗透能力,延长涂层的工作时间,提高。
      
      关缧词偶联剂抗冲改性刑抗氧剂马来酸酐接枝ABS玻璃纤维增SABS ABS是用途广泛的热塑性工裎塑料,应用于机械、汽车、电子电气、仪器仪表、家用电器、军工等领域。玻璃纤维增强ABS复合材料具有良好的综合性能,强度高、刚性好、耐篼温、成型性好、尺寸稳定。
      
      加人玻璃纤维可提高复合材料的热变形温度,降低材料的线胀系数和成型收缩率。随着我国加人世贸组织,汽车工业面临着严峻的挑战,迫切需要高性能的ABS材料。笔者在玻纤增强ABS的基础上,对偶联剂处理玻纤提高ABS的综合性能进行了研究,并对偶联剂的种类、用量,纤维的处理方法,以及马来酸酐接枝ABS(ABS-g-MAH)、抗冲改性剂、抗氧剂等对ABS复合材料性能的影响进行了探讨。
      
      1实验部分主要原料玻璃纤维:E型无碱短切,天津玻璃纤维厂;偶联剂:KH抗氧剂:618,吉林石化分公司合成树脂厂;抗冲改性剂:EP-4051,美国杜邦公司。
      
      设备与仪器械厂;高速混料机:50L,南京科亚公司;-2000-M型,台湾高铁股份有限公司;冲击强度测试仪:N0158型,日本三田精机公司;-RBT型,日本三田精机公司。
      
      ABS复合材料制备工艺ABS复合材料制备工艺流程见。玻璃纤维+偶联一I ABS复合材料制备工艺流程图性能测试-1992进行测试。
      
      2结果与讨论2.1偶联剂种类对复合材料性能的影响-550(y-氨基丙基三乙氧基烷)和KH-560对玻璃纤维进行表面处理。在玻璃纤维中,除了一Si――骨架以外,还分散着大小约1.5 ~20mn的碱金属或碱土金属等氧化物微粒,这些微粒吸水性较大,易在玻璃纤维表面吸附水分,这些水分会降低偶联剂的处理效果,使用前应将玻璃纤维在120烘箱中干燥2h,以除去吸附的水分。玻璃纤维经偶联剂处理后还应在80T下干燥4h,用来增加玻璃纤维与偶联剂的反应。玻璃纤维含量为表1是偶联剂种类对ABS复合材料性能的影响。由表1可以看出,不加偶联剂时复合材料的拉伸强度、冲击强度和弯曲强度都较差,断裂伸长率较高。用KH-550处理玻璃纤维得到的复合材料的综合性能比用KH-560处理的好。
      
      2.2玻璃纤维处理方法对复合材料性能的影响玻璃纤维的表面处理方法有三种:前处理法、后表1fl联剂种类对ABSft合材料性能的影鹆偶联剂种类拉伸强度/MPa冲击强度/km'2弯曲强度/MPa断裂伸长处理法和迁移法。笔者对比了后处理法和迁移法对材料性能的影响。后处理法是首先通过高温除去玻璃纤维表面的浸润剂,然后用偶联剂对玻璃纤维进行处理;迁移法是将偶联剂直接加入到树脂中,在共混过程中,在热的作用下使偶联剂向玻璃纤维表面迁移,从而达到偶联的作用。表2是玻璃纤维处理方法对ABS复合材料性能的影响。由表2可知,迁移法比后处理法效果差,这是由于迁移法中偶联剂可能没有很好地迁移到玻璃纤维表面上而未将玻璃纤维和ABS结合起来相比之下,后处理方法效果较好。
      
      表2玻璃纤维处理方法对ABS复合材料性能的彩晌处理方法拉伸强度/冲击强度/弯曲强度/断裂伸长后处理法迁移法注:玻璃纤维已脱过表面浸润剂,含量为20%.偶联剂用量对复合材料性能的影响在玻璃纤维增强ABS复合材料中真正起到偶联作用的是偶联剂分子在玻璃纤维表面形成的单分子层,因此过多地添加偶联剂是不必要的。
      
      ABS-g-MAH与偶联剂并用对复合材料性能的影响玻璃纤维增强ABS的力学性能很大程度上取决于ABS和玻璃纤维及偶联剂的粘接强度,如果通过反应挤出的方法在ABS上接枝极性更强的马来酸酐(MAH),则会大大地增加玻璃纤维与ABS的界面粘接强度。试验发现在体系中加人10%的ABS-g-MAH可使ABS复合材料的力学性能大幅度提高。并对比了加人偶联剂或将偶联剂与ABS-g-MAH并用对ABS复合材料力学性能的影响。表3偶联剂加人量/%将偶联剂用量对复合材料冲击强度的影响是ABS-g-MAH与偶联剂并用和偶联剂对复合材料性能的影响比较。由表3可知,加入10%的ABS-g-MAH与偶联剂并用使复合材料的力学性能有一定的提高,对材料的MFR影响较小,优于只加人偶联剂的材料。
      
      表3ABS-gMAH与俱联剂并用和供联剂对复合材料性能的影晌项目5%偶联剂冲击强度/U拉伸强度/MPa断裂伸长率/%弯曲强度/MPa弯曲弹性模量/MPa注:玻璃纤维含量为20%.抗冲改性剂对复合材料性能的影响是抗冲改性剂对ABS复合材料冲击强度和拉伸强度的影响。通常,当玻璃纤维含量超过20%时,材料的冲击强度会大幅度降低,其脆性增加,此时尽管拉伸强度较篼,但材料的韧性较差。加人2%的抗冲改性剂EP4051后即使玻璃纤维含量为20%和30%,复合材料的冲击强度仍得以提高,分别为90k/m2、78k/m2左右,而拉伸强度下降较小(见),此时材料的综合性能较好。
      
      抗氧剂对复合材料性能的影响ABS中有大量的丁二烯双键极易被氧化,因而它的热稳定性较差,在生产ABS过程中已加人了少量的抗氧剂。但是在制备玻璃纤维增强ABS复合材料过程中,还要经历共混改性,且共混温度要高出ABS加工温度10 ~20C,这样会引起ABS的热氧化降解,使复合材料的性能下降。因此,在制备玻璃纤维增强ABS时,必须补加适量的抗氧剂,以防止ABS过早老化降解,影响材料的使用寿命。
      
      试验中选用的抗氧剂为618(二硬酯基季戊四醇二亚磷酸酯),此类抗氧剂对于聚合物的储存及加工时的热氧化有显着的抑制作用。
      
      示出抗氧剂对ABS复合材料MFR和冲击强度的影响和复合材料经过5次挤出后MFR和冲击强度的变化。由可知,不加抗氧剂时,复合材料经过多次挤出后MFR大幅度上升,冲击强度大幅度下降,此过程中,聚丁二烯的不饱和双键被氧化和发生断裂,导致材料的MFR升高,冲击强度降低;加入0.05%的抗氧剂后,复合材料经过3次挤出后,MFR上升了约10%(不加抗氧剂时MFR约上升20%),冲击强度仅F降5 k/V(不加抗氧剂时冲击强度约下降10W/m2)。
      
      3结论偶联剂可以提高玻璃纤维增强ABS复合材料的力学性能。1,5%的KH-500偶联剂与10%的ABS-g-MAH并用可以大幅度提高材料的力学性能。
      
      加人0.05%抗氧剂和2%的抗冲改性剂可以改善复合材料的性能。
      
      越南塑料工业增势良好近几年来,越南加大了对塑料工业的投入,发展速度明显加快。特别是1995年以来,越南提出了鼓励优先从塑料原料、塑料加工等8个方面发展的政策。从1998-2001年,越南在塑料工业共投人约18.9亿美元,其中对塑料原料领域的投入达5.03亿美元,占26.59%.越南在塑料工业的投人促使越南塑料产量和人均消费量增长加快。近几年该国塑料产量增长均超过20%,1999年和2000年增长更是高达约25%,越南未来塑料需求量也在不断加大。据预测,到2018年越南塑料需求将达到约180万t,增长迅猛。而其它亚洲国家,如泰国、印度尼西亚需求量大于越南,但增速相比越南要小。在东南亚市场上,包装市场将成为需求量最大的领域。2004年包装用塑料将突破300万t,其次为建材、通用产品、电气制造和家用器皿等。中国钢管信息港最新消息报道
    打印偶联剂对玻纤增强ABS复合材料性能的影响】 【收藏偶联剂对玻纤增强ABS复合材料性能的影响】 【关闭
    更多 资讯搜索
    >>返回钢管信息港首页
    • 分类列表
    • 供应新闻
    • 今日更新
    •  
      • 回顾2018年钢管市场走势
      • 随着钢管的产量达到了峰值后,行业经历了近3年艰难的日子,2016年开始国家进行的供给侧改革,明显改善了市场环境。其中钢管行业受
    • 热点推荐

    • 资讯排行
    • 价格行情
    • 最新供应

    资讯分类 | 钢管公司 | 钢管供应 | 本网服务 | 金牌会员 | 帮助中心 | 关于本网 | 隐私声明 | 广告服务| 联系我们 | 网站地图 | 新闻资讯
    Copyright © 2003-2019 ZGGGXXG.cn Corporation, All Rights Reserved 鲁ICP备05000187号
    博达科技 版权所有 咨询热线:0635-2999365 传真:0635-8512422 技术咨询:0635-2180981  在线沟通:
    本网中文域名:钢管信息港.中国  本站网络实名:中国钢管信息港-中国最专业的钢管无缝钢管不锈钢管无缝管行业信息网站
    网监局网监局网监局