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高流动性碳纤维增强尼龙66的制备与性能

2021-08-23张友强王宝生赵付宝王旭华姚立凯张学锋诸葛炯

工程塑料应用 2021年8期
关键词:碳纤维力学性能复合材料

张友强,王宝生,赵付宝,王旭华,姚立凯,张学锋,诸葛炯

(山东非金属材料研究所,济南 250031)

尼龙在通用工程塑料中产量最大、品种最多、用途最广,其综合性能优良[1]。在尼龙的众多品种中,尼龙66占有绝对主导地位。尼龙66是一种多晶型半结晶热塑性聚合物,具有密度低、强度高、耐腐蚀、耐磨性好等优异性能,但是尼龙66还存在吸水率高、吸水后强度下降、尺寸稳定性差以及低温下抗冲击能力差等缺陷,这些缺陷也限制了尼龙66的应用范围[2–3]。因此,为了提高尼龙66的综合性能,需要对其进行改性,其中,将玻璃纤维、碳纤维等高性能纤维与尼龙66进行复合来提高材料的力学性能是较为常用的手段[4–7]。

碳纤维是含碳量高于90%的一种无机纤维,主要由聚丙烯腈纤维等有机纤维经碳化处理制得,它具有密度小、强度高、模量高以及耐磨性好等优点,常用于高性能复合材料的制备,广泛应用于航空航天、医疗器械以及汽车领域[8–10]。

利用碳纤维高强高模的特点,对尼龙66进行增强改性,可以大幅度提高材料的强度和刚性,这也成为了尼龙66改性的研究热点[11–12]。陈邑等[13]采用注塑方法制备了纯PA66及纤维质量分数分别为10%,20%,30%,40%的五种碳纤维增强PA66复合材料,采用拉伸试验测定了材料的拉伸强度和弹性模量,比较了不同纤维含量对材料性能增强作用的差异。王立岩等[14]采用双螺杆挤出机熔融共混法制备了碳纤维增强尼龙66复合材料,并系统地研究了复合材料的结构和性能,研究结果对碳纤增强热塑性复合材料的制备起到较好的借鉴作用,对该类复合材料的生产具有一定指导意义。……

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