常见的几种矿物填充增强尼龙
前言：
尼龙的机械性能优异，自润滑性良好，耐冲击，耐酸碱，是非常优秀的工程塑料树脂。1972年美国杜邦公司的填充尼龙首先商品化，恰恰在1973阿拉伯国家对西方国家石油禁运也带来了各种树脂价格飞涨，在1973~1976年间通用树脂的价格几乎翻了一番。为了克服树脂短缺，降低模塑制品价格，人们开始重视填充尼龙的生产应用，填料的作用就是“增量”。绝大多数品种的填料的价格远低于所填充的树脂，起降低成本的目的是不言而喻的。
现今矿物填充尼龙已经十分成熟，在生产上十分成功。加入填料的目的不仅仅为了体现价格优势，同时人们也在追求让填料也能赋予塑料制品增强增韧的功能特性。
矿物填充尼龙价格便宜，而且尤以耐温和高刚性低翘曲见长。矿物填充尼龙加工性也很好，容易流动，成型快，可通过常规方法喷涂，组装。
人们对这个领域的认识已比较成熟，所以能见诸专业杂志的新课题的研究，报道比较少。它们对生产厂家仍有很实际的经济意义，比如说：杜邦的MINLON?,BASF都在生产矿物填充塑料。然而生产中矿物填充尼龙特别是高填充的尼龙产品由于粒状尼龙粒子同粉状矿物很难混匀的本质特点，造成分层、架桥现象严重，生产效率低等问题。更多的时候，矿物填充尼龙的问题集中在如何实现高效率地生产和均匀地把矿物分散到尼龙基体树脂中。
一、常用天然矿物的物性
滑石粉：滑石粉是纯白、银白和粉红色的有滑腻感的细粉。这是一种具有层状结构的硅酸盐：Mg3(Si4O10)(OH)2，380-500℃失去缔合水，800℃失去结晶水。滑石具有层状结构，相邻的两层依靠微弱范德华力结合。在外力作用下，层与层之间容易产生滑移或脱离。因此滑石粒结构基本形状是片状或鳞片状。滑石粉可以提高塑料的刚性和高温下的抗蠕变能力，能使热变形温度得以提高，对电性能也有好处。滑石粉也可作为聚丙烯成核剂，提高结晶度。相应的也提高了聚丙烯的刚性。
高岭土：粘土的一种。化学式：Al2O3.2Si02.2H20。此外，还含有许多其它金属的氧化物。高岭土是片状构型，层与层之间通过化学力作用，再间隙里可以引入离子形成配位键或引入单体和引发剂成为一个聚合反应的场所。高岭土易吸潮，使用前应烘干。而且易结团，需要表面处理。提高高岭土的电性能和白度需要在600℃下煅烧。高岭土对红外线还有阻隔作用。高岭土也可作为聚丙烯成核剂，提高结晶度，提高刚性。
云母：层状复杂铝硅酸盐的统称。主要特征是径厚比大，片状。如能在最终制品中保持较大的径厚比，增强效果好，同时也可以提高制品的耐热性、降低翘曲和收缩现象。云母的种类很多，白云母是硬质绝缘材料；金云母含镁，软质；还有红云母，黑云母等。
硅灰石：天然硅灰石有β型硅酸钙化学结构，具有典型的针状填料的特征。长径比从:15:1到28:1。天然硅灰石成本低廉，化学稳定性良好，无毒，添加硅灰石的主要作用是为了提高拉伸强度和扰曲强度，并希望它能够部分的代替玻纤。硅灰石作为填料的尼龙制品吸水性显著降低，可以减少因吸水造成的刚性方面的损失。
碳酸钙：碳酸钙分重钙，轻钙。其实重钙和轻钙真实密度相差不大，只是堆积密度分别是0.83g/ml和0.4g/ml,生产的方法也不一样。填充主要作用是降低成本，提高耐热性，控制收缩率和起到部分的遮光的效果。脂肪酸皂容易吸附到碳酸钙的表面，降低了表面能，从而更好的分散到树脂中，并且可以起到补强的作用。这就是常说的活性钙。
二、矿物填充对性能的效用
以下介绍了矿物填充对常用的性能和几个客户通常关心的性能参数的影响。
1拉伸强度：
按照填料的堆砌特性、粒径和界面粘合，浸润的情况的不同对复合材料拉伸性能有不同的影响。一般而言，矿物的加入对拉伸性能有负面影响。只在特殊的情况下，如矿物同树脂界面结合良好，刚性的填料粒子也可以传递应力并随同树脂一起运动，此时复合材料有高的拉伸强度，低的断裂伸长率。
大的填充颗粒比小的颗粒更容易引起应力集中和银纹，其它条件相同的情况下，平均粒径小的填料可以提供高的拉伸性能。这也可以说明高堆砌系数（充分分散）的复合材料的增强机理，所以矿物应当充分地分散。
另外一种情况是高纵横比，高长径比的填料能促使树脂沿填料周围拉伸并沿外力方向取向，尽管没有比较好的界面结合，宏观拉伸强度仍得以提高。云母填充体系的性能就可以这样解释。
2弹性模量：
同拉伸强度一样，弹性模量反应了复合材料的刚性。固体填料总是复合材料的弹性模量增加。
3断裂伸长率：
分子链具有比较好的柔性的聚合物，在受应力到作用时，可以通过链的运动，改变构像达到应力松弛，所以断裂伸长率大。而大多数填料是无机刚性粒子，没有变形的可能，同时限制了大分子链的运动，而且在尼龙分子间有氢键作用。所以链柔性一般的情形下，填充尼龙断裂伸长率均有所下降。但当填充量很小时，伸长率和拉伸强度有所提高，但现有各种理论都未能解释这个常见的现象。
4抗冲击强度：
复合材料短时间里吸收能量与高速实验时应力-应变曲线下面所围成的面积成正比。刚性粒子是树脂中引起应力集中，而且刚性比基体树脂大，不能终止裂纹或利用银纹吸收冲击能量，因此复合材料脆性增加。但若是填料能使复合材料的内聚能提高，或填料颗粒能在与冲击应力垂直的更大的平面里分散冲击应力，如短纤，冲击强度会有所提高。以这个道理，填料体积相同时，高堆砌系数的填料冲击强度的劣化影响要小得多。
近年来，刚性无机填料（RIF）增韧引起很多人的兴趣，相关研究工作经常见著报端。人们认为，在适当的条件下，无机的刚性粒子可以使增韧增强的目标同时实现。但其机理尚不成熟，有一种看法是无机刚性粒子作为基体内的应力集中点，在材料受力变形过程中，本体应力尚未达到基体屈服应力时，部分点已开始产生屈服，引起基体产生屈服。综合效应使材料韧性提高。另一种看法认为，刚性无机粒子间的基体发生了塑性变形，吸收了能量从而增加了韧性。但是无论如何解释，对刚性无机粒子都提出了如下要求：?RIF粒子有一定的强韧比，增韧基体的模量（E1）、泊松比(υ1)要于粒子的模量(E2)、泊松比(υ2)存在如下的关系，E1
?粒子于基体的粘接连良好，
?RIF分散浓度也应适当，浓度过低，不足以增韧，浓度过高，增韧效果下降。这样一个适当的浓度随不同的填充和增韧体系也会不同，还待进一步试验比较。但我认为30%的矿物填充已属浓度过高。
5蠕变
填料使蠕变程度减小，降低形变的可能。蠕变的性能还可以通过弹性模量来估计，ε(t)*Ε=ε1(t)*Ε1Ε，Ε1为复合材料和基体的弹性模量，可以容易的测得。并同基体的蠕变数据对比，可以预测复合材料得蠕变伸长。但这个方法仅适用于填料与基体解浸润之前，一旦发生解浸润材料通常结果是破坏。
6硬度和刚性
硬度是塑料弹性模量的一种量度。所以使复合材料模量提高的刚性填料一般使热塑性塑料和弹性热固性塑料的硬度提高。
7摩擦性能
只有那些处于样品表面的填料颗粒，才能对摩擦系数产生直接的影响。当采用润滑性或低摩擦系数的填料，
（粉状的聚四氟乙烯或二硫化钼），将制品的表面加以研磨或抛光，使填料暴露，可以有效地降低摩擦系数。硬而且韧的填料（金刚砂，SiO2）可以提高材料的耐磨性质，这种情形下填料于基体之间的粘合发挥作用，粘合的越紧密，填料颗粒越不易从表面移除，耐磨性越好。但矿物的耐磨性不能同金刚砂，SiO2相比，所以在填料的耐磨性比较接近基体时，偶联剂有望提高耐磨性。所以当基体主导润滑性和回弹性时，基体决定了材料的耐磨性，若填料是耐磨因素，则填料的份量是关键。
热性能，热变形温度：
填充塑料的热性能主要取决于树脂本身。对于无定型的聚合物如PC，其热变形温度取决于Tg，而有高结晶度的聚合物，该指标接近于Tm。
Tm（℃）HDT(℃)1.86Mpa HDT(℃)填充后1.86Mpa
尼龙622549218
尼龙6625271245
Tg（℃）HDT(℃)1.86Mpa HDT(℃)填充后1.86Mpa
由上图可以看出填料加入可显著提高热变形温度，但前提是不因为加热发生解浸润现象。
热变形实验中，可根据形变-温度曲线的斜率变陡，指示材料的失效点，规定其实用上限温度。
8阻燃性能
一般的矿物填料，碳酸钙、滑石粉、高岭土、云母能够使材料可燃性下降。一方面不燃烧无机填料的存在减少了燃烧区域可燃物质的质量，另一方面不燃烧物质在可燃的基体塑料表面形成硬壳，特别是含硅元素的矿物填料作用更加明显起到减慢热量传递和隔绝空气中氧气同可燃基体物质的作用。
氧化锑、硼酸锌常作为阻燃剂同含卤的有机阻燃剂配合使用，而且效果甚佳。但氧化锑由于具有与塑料差别显著的折射率，所以具有强的遮盖性，明显影响塑料的光泽。硼酸锌价廉，减少发烟。
另外一种可阻燃作用的矿物是碱，Mg（OH）2和Al（OH）3受热分解时，一边大量吸热，同时生成耐高温的氧化物，在火焰中不产生有害气体，同时有抑烟效果，但Al（OH）3200°C以上分解，释出水份，成型制品中易造成缺陷，所以Al（OH）3不适用于尼龙，在热固性塑料中应用较多。同时Mg（OH）2的热分解温度340°C，高于大多数热塑性塑料的成型加工温度，因此很适合于在热塑性塑料中应用。Al（OH）3、Mg（OH）2还能提高耐弧迹性，抗电弧性。
一般填充矿物，特别是含结晶水的，含硅元素的对阻燃效果有好处，但真正要起到阻燃作用，不能单独使用，而且要选用特别作用的矿物或有机阻燃剂。
9颜色
仅少数填料对颜色无影响，多数都会使树脂（尼龙）失去透明光泽，而变成不透光的材料，光学性质也依赖于填料的分散程度，复合材料出现白斑则表示填料分散不完全或填料颗粒聚集体中含有气泡。
填料颗粒聚结体中包含的水份在加工过程中或在加工过程之挥发掉，产生气泡，也能具有相同的遮光效应。10介电强度
尼龙分子内含有酰胺键，容易吸水，尼龙的绝缘性能相对较弱。无机填料耐高温不易分解所以一般能提高介电强度。若表面吸附有水份，或表面与水份有牢固结合的填料，为电子提供了一条潜在的导体通道，使介电强度下降。
11.CTI表面电弧
复合材料在2个电极电解质溶液同时作用下，破坏的根本原因是表面碳化，形成导电通路。高填充的矿物体系会使碳路介电中断，Mg（OH）2、Al（OH）3都有特别的提高CTI值的作用。
三、矿物与树脂的界面形成和界面破坏
如第二节中所诉，填充复合材料的许多性能都依赖与两相表界面性质和填料分散状况（堆砌系数）。而分散状况又间接地受到表界面性质的影响。所以填料同树脂的界面现象已引起人们的重视，界面结构使得填充
塑料的形态更为复杂和有趣。
树脂同填料界面发生两个过程，先是树脂与填料接触再是浸润。表面能较高的矿物填料将优先吸附能最大限度降低填料表面能的物质。只有充分的吸附，矿物才能被树脂良好地浸润。随着树脂同填料颗粒一起降温，在矿物同树脂间形成界面层。无论就组成而言，还是就结构和性能而言，界面层都可看作是介于两相组分之间的第三相。矿物填料，树脂和界面层。在此区域发生两相的粘合。界面层的结构，对共混物的性质，特别是力学性能有决定性的影响。
起初人们认为这个界面是二维的，但当前的研究认为这个边界既不是平面的也不是单分子层的。而是一个三维过渡界面。这个界面层里化学组成，模量，热力学性能都出现梯度变化。通常吸附在填料表面的树脂分子排列得较本体更紧密，而远离填料粒子表面的树脂则不十分紧密，直至于树脂本体的紧密程度一致。化学组成不均一性也是明显的，矿物粒子选择性地吸附注定了界面区各部位化学组成的差异，如果使用了偶联剂或其它助剂，界面结构会更加复杂。如偶联剂的一端与填料表面形成化学键，另一端与树脂基体形成化学键或牢固的物理结合（吸附、锚嵌、链缠绕）。化学键就成了界面结构层的一个特征。偶联剂的分布也不是单分子层的，偶联剂分子以一定的浓度渐变地向树脂本体扩散，形成多分子层的结构。
这样一个复杂的界面层是导致复合材料具有复合性能的原因之一。它使填料与基体树脂结合成一个整体，转递应力；因为它的松弛行为不同于它两侧的物质可以阻止裂纹扩展和减缓应力集中；发挥填料的作用。
在这个界面上，除了前及的化学键作用外，有理论认为也不该忽视物理吸附的作用。两种看法都有自己的出发点，不是单一作用的。
填充的树脂基本上有两种破坏方式，树脂基体强度比较低的时候，基体先于界面破坏；当填充体系与界面粘结强度低于树脂的内聚强度和填料的强度时，界面层剥离，迅速导致破坏。
四、填料表面处理的原则
在填料粒子的形状，粒径等其它因素以外，基体树脂同填料粒子的界面关系对矿物填充塑料有十分关键的作用。基体树脂于填料发生物理或化学的联系时填料和聚合物树脂的种类、加工方法、界面处理的方法共同决定了表面处理的几个原则。
?填料与聚合物极性相差很大，表面处理后填料表面极性应接近于聚合物极性，如果处理剂的化学成份与键类型相同或接近，则其极性溶解度参数也会相近。
?填料表面含有活性大的官能团，则应选择能与这些官能团在以后的处理过程中发生化学反应的处理剂。?填料表面呈酸性（碱性），则处理剂应选用相反的性质；如填料表面呈氧化性（还原）则处理剂应用还原性（氧化性）；如填料表面具有阳离子（阴离子）交换性，则处理剂的性质也要相反。
?处理剂的几个准则；能与填料表面发生化学结合的效果好；长链基的比同类型的短链基的效果好；处理剂含有与聚合物发生化学结合的反应基团为好；处理剂末端为支链的比同类型的直链为好。
?处理剂还要注意在加工过程中不分解、不变色。
五、填料表面的处理方法
1.干法：
利用高速混合作用，使填料在干态下使处理剂于颗粒表面附着性承薄的的表面。工作效率高，效果不容易控制。
1)表面涂敷处理：把定量填料投入高混机，高速搅拌下加入处理剂，混合后升温一段时间后，出料。
2)表面反应处理：利用处理剂同填料表面官能团直接或间接的反应。
3)表面聚合：加入引发剂和单体再搅拌和加热下在填料粒子表面聚合。
2湿法：
即主要在水溶液中完成表面处理。处理剂应溶于水或可以乳化分散于水中。可分为吸附法、化学反应、聚
合法。这些方法大多存在投入大，废液多，工序繁杂，不适合连续化生产等缺点。不适于我司实际生产。
3.气相表面处理法
实质上通过处理剂以气态于粉体表面发生化学反应来达到目的。多数需要低温等离子气体来实现。不适于我司实际生产。
4.加工现场处理法
捏合处理法，反映处理法、研磨处理法
?捏合处理法应用在填料时，直接在原工艺流程上对填料的表面处理的一类方法。处理剂应选用对参与捏合的不发生化学作用以及对微量水分不敏感的品种。如表面活性剂，螯合型钛酸脂等。
?此方法行之有效，常温下完成。可以利用现有设备、无废渣，无废液。
?反映处理法是先制得填料、处理剂及树脂的母粒，在于树脂混合制得材料。
综上，只有干法的表面涂敷处理和现场捏合处理法是工厂可行的方案。
玻纤增强尼龙材料的特点及应用 玻纤增强尼龙材料是在尼龙树脂中加入一定量的玻璃纤维进行增强而得到的塑料。玻纤增强尼龙具有非常优越的综合性能，广泛应用于电工工具、汽车行业、机械工业、运动器材、办公设备等领域。 玻纤增强尼龙材料的特点 优良的机械力学性能； 良好的耐热性； 良好的尺寸稳定性； 良好的自润滑性和耐磨性； 良好的注塑成型性能和外观； 良好的着色性能； 耐低温； 其它性能。 玻纤增强尼龙的应用领域 电动工具：切割机、电锯、电钻、角磨机、抛光机、电锤、电镐、热风枪、锂电螺丝批、砂光机、雕刻机等； 汽车行业：散热水室、进气歧管、镜框支架、通风格栅、门把手、节流阀体、风扇罩、变速控制杆罩、手刹、加速器踏板、齿轮等； 机械工业：水泵、水阀、轴承、轴套、齿轮、支架、托辊等； 运动器材：滑雪器材、童车、自行车、健身器材零部件等； 办公装备：座椅支架、滑轮、转轴、碎纸机齿轮、打印机部件等。 电动工具PA6GF30关键性能特点： 1、高刚性 2、良好的耐低温韧性 3、良好的耐候性 4、优良的着色性能 5、良好的表面外观 6、成本较合算 材料牌号：PA6G308 进气歧管PA6GF30关键性能特点： 1、刚性 2、长期耐热稳定性 3、轻量化 4、良好的焊接性能 5、高爆破强度 6、低噪音 7、耐油性
材料牌号：PA6G308 散热水室PA66GF30关键性能特点： 1、耐醇解性 2、耐热稳定性 3、刚性 4、低蠕变性 5、耐疲劳性 材料牌号：SE8066HS 运动器材PA6GF30关键性能特点： 1、高刚性 2、高冲击强度 3、良好外观 4、良好着色性 5、耐低温 材料牌号：PA6G308 办公装备PA66GF30关键性能特点： 1、替代金属 2、良好表面外观 3、耐冲击 4、刚性 5、耐磨性 6、成本合算 材料牌号：PA66G308 机械工业PA66GF30关键性能特点： 1、替代金属 2、良好表面外观 3、耐冲击 4、高刚性 5、耐化学性 6、耐磨性 材料牌号：PA66G308
玻璃纤维增强PA 在PA 加入30% 的玻璃纤维，PA 的力学性能、尺寸稳定性、耐热性、耐老化性能 有明显提高，耐疲劳 尼龙 强度是未增强的2.5 倍。玻璃纤维增强PA 的成型工艺与未增强时大致相同，但因 流动较增强前差，所以注射压力和注射速度要适当提高，机筒温度提高10-40℃。 由于玻纤在注塑过程中会沿流动方向取向，引起力学性能和收缩率在取向方向上增强，导致制品变形翘曲，因此，模具设计时，浇口的位置、形状要合理，工艺上可以提高模具的温度，制品取出后放入热水中让其缓慢冷却。另外，加入玻纤的比例越大，其对注塑机的塑化元件的磨损越大，最好是采用双金属螺杆、机筒。 阻燃PA 由于在PA中加入了阻燃剂，大部分阻燃剂在高温下易分解，释放出酸性物质，对 金属具有腐蚀作用，因此，塑化元件（螺杆、过胶头、过胶圈、过胶垫圈、法兰等）需镀硬铬处理。工艺方面，尽量控制机筒温度不能过高，注射速度不能太快，以避免因胶料温度过高而分解引起制品变色和力学性能下降。 透明PA 具有良好的拉伸强度、耐冲击强度、刚性、耐磨性、耐化学性、表面硬度等性能，透光率高，与光学玻璃相近，加工温度为300--315 ℃，成型加工时，需严格控制 机筒温度，熔体温度太高会因降解而导致制品变色，温度太低会因塑化不良而影响制品的透明度。模具温度尽量取低些，模具温度高会因结晶而使制品的透明度降低。 耐候PA 在PA 中加入了碳黑等吸收紫外线的助剂，这些对PA的自润滑性和对金属的磨损 大大增强，成型加工时会影响下料和磨损机件。因此，需要采用进料能力强及耐磨性高的螺杆、机筒、过胶头、过胶圈、过胶垫圈组合。聚酰胺分子链上的重复结构单无是酰胺基的一类聚合物。 概括起来，主要在以下几方面进行改性。 ①改善尼龙的吸水性，提高制品的尺寸稳定性。 ②提高尼龙的阻燃性，以适应电子、电气、通讯等行业的要求。 ③提高尼龙的机械强度，以达到金属材料的强度，取代金属 ④提高尼龙的抗低温性能，增强其对耐环境应变的能力。 ⑤提高尼龙的耐磨性，以适应耐磨要求高的场合。
本文摘自再生资源回收-变宝网（https://www.doczj.com/doc/6f3928019.html,）浅析如何解决玻纤增强尼龙出现“浮纤”的问题 在尼龙中添加玻璃纤维、增韧剂等填料可显著增加材料的力学性能。但在玻纤增强尼龙注射成型过程中，“浮纤”现象经常出现。浮纤也叫露纤，即玻璃纤维露在产品表面，比较粗糙。由于玻纤外露，使得此类产品的应用受到了限制，主要应用于高强度的结构件。而凡是用加纤材料做外观件的，都是亚光面或蚀纹面（例如电动工具），因为普通加纤料难以做到亮丽的外观。 玻纤增强尼龙出现“浮纤”现象的原因，最主要原因为以下三种： 1、玻璃纤维与基料的比重差异 在塑料熔体流动过程中，由于玻纤与树脂的流动性有差异，而且质量密度也不同，使两者具有分离的趋势，玻纤浮向表面，树脂沉向内里，于是形成了玻纤外露的现象。 2、玻璃纤维与尼龙的相容性差 由于塑料熔体在流动过程中受到螺杆、喷嘴、流道及浇口的摩擦剪切力作用，会造成局部粘度的差异，同时又会破坏玻纤表面的界面层，熔体粘度愈小，界面层受损愈严重，玻纤与树脂之间的粘结力也愈小，当粘结力小到一定程度时，玻纤便会摆脱树脂基体的束缚，逐渐向表面积累而外露。 3、喷泉效应 尼龙熔体注入型模时，会形成“喷泉”效应，即玻纤会由内部向外表流动，与型腔表面接触，由于模具型面温度较低，质量轻冷凝快的玻纤被瞬间冻结，若不能及时被熔体充分包围，就会外露而形成“浮纤”。
因此，“浮纤”现象的形成，不仅与塑料材料组成和特性有关，而且与成型加工过程有关，有着较大的复杂性和不确定性。 解决玻纤增强尼龙出现“浮纤”的问题的方法如下： 1、改善玻纤与尼龙的相容性 在成型材料中加入相容性、分散剂和润滑剂等添加剂，包括硅烷偶联剂、马来酸酐接枝相容剂、脂肪酸类润滑剂及一些国产或进口的防玻纤外露剂等，通过这些添加剂来改进玻纤与树脂间的相容性，提高分散相的均匀性，增加界面粘结强度，减少玻纤与树脂的分离，从而改善玻纤外露现象。如研究表明，在基体中添加相容剂，改性后材料玻纤在基体中相容性较未添加材料明显提高。 2、改善成型工艺条件 ①增加充填速度 在增加速度之后，玻纤和塑料虽然存在流速不同，但相对于高速射胶而言，这个相对速度差的比例就小了。 ②升高模具温度 这个作用是最大的，增高模具温度，就是为了减少玻纤和模具接触阻力，让玻纤和塑料的速度差尽量变小。并且让塑料流动时的中间熔融层尽量厚，让两边的表皮层尽量薄，这样就好像光滑的河岸无法留住树枝一样的道理。RHCM就是利用这个原理来做到外观无浮纤的。 ③降低螺杆计量段的温度，减少溶胶量
PA6G40NC201 聚酰胺6+40%玻纤 产品信息 General Information 产品描述Product Describe 40%玻璃纤维增强聚酰胺6 40%Glass Fiber Reinforced PA6 产品等级Grade 增强级Reinforced 外观Appearance 粒状,本色 Pellet, Nature Color 产品性能参数 Data Sheet 项目Item 典型性能 Typical Characteristic 测试标准 Testing Standard 机械性能 Mechanical Properties 拉伸强度Tensile Strength 189 MPa ISO527, 50mm/min 断裂伸长率Elongation at break 3.0% ISO527, 50mm/min 弯曲强度Flexural Strength 279 MPa ISO178, 2mm/min 弯曲模量Flexural Modulus 10692 MPa ISO178, 2mm/min 简支梁缺口冲击强度 Charpy Impact notched 16.1 KJ/m2 ISO179 简支梁无缺口冲击强度 Charpy Impact unnotched 95 KJ/m2 ISO179 洛氏硬度Rockwell Hardness 117 ISO2039/2 热性能 Thermal Properties 0.45MPa ISO75 热变形温度 Heat Distortion Temp. 1.81MPa 211 ℃ ISO75 熔点 Melting Point 220 ℃ ISO3146C 电性能 Electrical Properties 体积电阻率V olume Resistant IEC93 表面电阻率 Surface Resistant 1012 Ω IEC93 介电强度Dielectric Strength IEC 60243-3 电痕化指数Comp Track Index IEC 60112 其它 Others 密度Specific Gravity 1.45 g/cm3 ISO1183 灰分Ash Content 40±2 ISO3451-4 吸水率 Water Absorption ≈1.7 ISO62 模塑收缩率Mold Shrinkage 0.1 / 0.5 ISO294-4 燃烧性能 UL垂直燃烧 Flammability HB UL-94 灼热丝可燃指数 Glow-wire Flammability Index IEC 60695-2-12
玻璃纤维增强塑料（FRP）基础知识一．什么是复合材料 指一种材料不能满足使用要求，需要由两种或两种以上的才料，通过某种技术方法结合组成另一种能够满足人们需求的新材料，叫做复合材料。 二．什么是玻璃纤维增强塑料（Fiber Reinforced Plastics）指用玻璃纤维增强，不饱和聚酯树脂（或环氧树脂；酚醛树脂）为基体的复合材料，称为玻璃纤维增强塑料。简称FRP 由于其强度相当于钢材，又含有玻璃纤维且具有玻璃那样的色泽;形体和耐腐蚀；电绝缘；隔热等性能，在我国被俗称为“玻璃钢”。这个名称是原中国建筑材料工业部部长赖际发在1958年提出的一直延用至今。 三．FRP的基本构成 基体（树脂）+ 增强材料+助剂+颜料+填料 1．基体（树脂）：环氧树脂；酚醛树脂；乙烯基树脂；不饱和聚酯树脂；双酚A等 2．增强材料（纤维）：玻璃纤维；碳纤维；硼纤维；芳纶纤维；氧化铝纤维；碳化硅纤维；玄武岩纤维等。 3．助剂：引发剂（固化剂）；促进剂；消泡剂；分散剂；基材润湿剂；阻聚剂；触边剂；阻燃剂等。 4．颜料：氧化铁红；大红粉；炭黑；酞青兰；酞青绿等。多数为色浆状态。
5. 填料：重钙；轻钙；滑石粉（400目以上）；水泥等。PVC：聚氯乙烯，硬PVC和软PVC，硬PVC有毒。PPR：聚丙烯。 PUR：泡沫。 PRE：聚苯醚。 尼龙：聚酰胺纤维。 FRP的发展过程：无法确定发明人。 四．FRP材料的特点： 1．优点： （1）质轻高强：FRP的相对密度在1.5~2.0之间，只有碳钢的1/4~1/5但是拉伸强度却接近甚至超过碳素钢，而强度可以与高级合金钢相比，被广泛的应用于航空航天；高压容器以及其他需要减轻自重的制品中。 （2）耐腐蚀性好：FRP是良好的耐腐蚀材料，对于大气；水和一般浓度的酸碱；盐及多种油类和溶剂都有较好的抵抗力，已经被广泛应用于化工防腐的各个方面。正在取代碳钢;不锈钢;木材；有色金属等材料。 （3）电性能好：FRP是优良的绝缘材料，用于制造绝缘体，高频下仍能保持良好的介电性，微波透过性良好，广泛应用于雷达天线罩；微波通讯等行业。 （4）热性能好：FRP导电率低，室温下为1.25~1.67KJ只有金属的1/100~1/1000是优良的绝热材料。在瞬间超高热情
玻纤增强尼龙 1、玻纤增强尼龙主要控制因素 玻纤的分散，玻纤与基料尼龙的黏结，玻纤的尺寸及分布，各种助剂的正确应用，工艺条件的调整，螺杆组合及转速的控制等因素均会影响产品的性能。 1）玻纤的直径一般控制在10~20微米 2）玻纤的长度一般控制在2~3毫米为最好，从理论上讲，玻纤长度越长其增强效果越好，但将带来制品表面粗糙，以及翘曲等问题。玻纤的长度 与其原始长度无关，而与螺杆组合结构及转速有关。 3）玻纤的表面水在熔融挤出过程中将使PA产生水解反应，导致PA降解，从而降低增强PA的力学性能。 4）偶联剂的用量对缺口冲击的影响，缺口冲击强度随偶联剂用量的增加而增加 5）玻纤含量在30%以内随玻纤含量的增加增强PA6热变形温度随之提高，超过35%以后其热变形温度随玻纤的增加变化不大。 6）玻纤含量增加时，增强PA的成型收缩率随之减小，几乎所有增强PA都有同样的规律，一般玻纤含量达到35%时其成型收缩率大致为0.2%。 7）共混温度对增强PA的影响挤出温度太低，玻纤的包覆效果差，往往会出现玻纤外露现象，带条表面粗糙，无光泽，颗粒疏松，脆性大，产品 冲击强度底，挤出温度太高，则易造成PA的热氧化分解产品力学性能下 降，外观变黄，甚至变成灰色共混挤出温度选择的原则是控制在略高于 基料熔点的温度范围内，在实际操作过程中可根据玻纤入口融体流动状 况来确定熔融区温度，根据挤出带条光泽度来确定计量段，压缩段各区 温度 8）螺杆转速对增强PA性能的影响螺杆转速太低时，螺杆的剪切作用小导致玻纤分散不匀，物料不能得到充分的塑化与混合，使得增强PA性能不 均，螺杆转速太高时，其剪切混合作用增强，但由于螺杆的高速转动会 产生很大的摩擦热，导致螺杆温度过高而使其基料及部分助剂产生热分 解，影响产品质量，一般低玻纤含量时可适度提高转速，对于阻燃增强 由于阻燃剂容易产生热分解，宜采用低转速。 2、玻纤增强尼龙制造技术的要点如下： 1）控制体系水含量，防止熔融共混过程中，尼龙受热水解而导致产品力学性能的下降。 2）选择合适的玻纤偶联剂品种 3）选择合适的螺杆组合，确保玻纤的分散与混合 4）对于制造高含量玻纤增强尼龙，应特别注意玻纤外露与分散不均的问题。 5）对于制造厚薄不匀或薄型结构复杂的制品，玻纤增强尼龙容易挠曲，使制品的尺寸稳定性差，解决这一问题的途径是在增强的同时，添加一定 量的无机填料，无机填料的加入不仅降低了制品的挠曲性，还可以提高 制品的刚性，这是制造高强度，高刚性，地挠曲的尼龙复合材料的有效 途径。
PPS+GF30%的塑料收缩率是多少 塑料收缩率及其影响因素 热塑性塑料的特性是在加热後膨胀，冷却後收缩，当然加压以後体积也将缩小。在注塑成形过程中，首先将熔融塑料注射入模具型腔内，充填结束後熔料冷却固化，从模具中取出塑件时即出现收缩，此收缩称为成形收缩。塑件从模具取出到稳定这一段时间内，尺寸仍会出现微小的变化，一种变化是继续收缩，此收缩称为後收缩。另一种变化是某些吸湿性塑料因吸湿而出现膨胀。例如尼龙610含水量为3%时，尺寸增加量为2%；玻璃纤维增强尼龙66的含水量为40%时尺寸增加量为0.3%。但其中起主要作用的是成形收缩。目前确定各种塑料收缩率（成形收缩＋後收缩）的方法，一般都推荐德国国家标准中DIN16901的规定。即以23℃±0.1℃时模具型腔尺寸与成形後放置24小时，在温度为23℃，相对湿度为50±5%条件下测量出的相应塑件尺寸之差算出。 收缩率S由下式表示： S={(D－M)/D}×100%(1) 其中：S-收缩率； D-模具尺寸； M-塑件尺寸。 如果按已知塑件尺寸和材料收缩率计算模具型腔则为 D=M/(1-S) 在模具设计中为了简化计算，一般使用下式求模具尺寸： D=M+MS(2) 如果需实施较为精确的计算，则应用下式： D=M+MS+MS2(3) 但在确定收缩率时，由於实际的收缩率要受众多因素的影响也只能使用近似值，因而用式(2)计算型腔尺寸也基本上满足要求。在制造模具时，型腔则按照下偏差加工，型芯则按上偏差加工，便於必要时可作适当的修整。 难於精确确定收缩率的主要原因，首先是因各种塑料的收缩率不是一个定值，而是一个范围。因为不同工厂生产的同种材料的收缩率不相同，即使是一个工厂生产的不同批号同种材料的收缩率也不一样。因而各厂只能为用户提供该厂所生产塑料的收缩率范围。其次，在成形过程中的实际收缩率还受到塑件形状，模具结构和成形条件等因素的影响。下面对这些因素的影响作一介绍。 塑件形状 对於成形件壁厚来说，一般由於厚壁的冷却时间较长，因而收缩率也较大，如图1所示。对一般塑件来说，当熔料流动方向L尺寸与垂直於熔料流方向W 尺寸的差异较大时，则收缩率差异也较大。从熔料流动距离来看，远离浇口部分的压力损失大，因而该处的收缩率也比靠近浇口部位大。因加强筋、孔、凸台和雕刻等形状具有收缩抗力，因而这些部位的收缩率较小。
玻璃纤维增强PA 在PA加入30%的玻璃纤维，PA的力学性能、尺寸稳定性、耐热性、耐老化性能有明显提高，耐疲劳 xx 强度是未增强的 2.5倍。玻璃纤维增强PA的成型工艺与未增强时大致相同，但因流动较增强前差，所以注射压力和注射速度要适当提高，机筒温度提高10-40℃。 由于玻纤在注塑过程中会沿流动方向取向，引起力学性能和收缩率在取向方向上增强，导致制品变形翘曲，因此，模具设计时，浇口的位置、形状要合理，工艺上可以提高模具的温度，制品取出后放入热水中让其缓慢冷却。另外，加入玻纤的比例越大，其对注塑机的塑化元件的磨损越大，最好是采用双金属螺杆、机筒。 阻燃PA 由于在PA中加入了阻燃剂，大部分阻燃剂在高温下易分解，释放出酸性物质，对金属具有腐蚀作用，因此，塑化元件（螺杆、过胶头、过胶圈、过胶垫圈、法兰等）需镀硬铬处理。工艺方面，尽量控制机筒温度不能过高，注射速度不能太快，以避免因胶料温度过高而分解引起制品变色和力学性能下降。 透明PA 具有良好的拉伸强度、耐冲击强度、刚性、耐磨性、耐化学性、表面硬度等性能，透光率高，与光学玻璃相近，加工温度为300--315℃，成型加工时，需严格控制机筒温度，熔体温度太高会因降解而导致制品变色，温度太低会因塑化不良而影响制品的透明度。模具温度尽量取低些，模具温度高会因结晶而使制品的透明度降低。 耐候PA 在PA中加入了碳黑等吸收紫外线的助剂，这些对PA的自润滑性和对金属的磨损大大增强，成型加工时会影响下料和磨损机件。因此，需要采用进料能
力强及耐磨性高的螺杆、机筒、过胶头、过胶圈、过胶垫圈组合。聚酰胺分子链上的重复结构单无是酰胺基的一类聚合物。 概括起来，主要在以下几方面进行改性。 ①改善尼龙的吸水性，提高制品的尺寸稳定性。 ②提高尼龙的阻燃性，以适应电子、电气、通讯等行业的要求。 ③提高尼龙的机械强度，以达到金属材料的强度，取代金属 ④提高尼龙的抗低温性能，增强其对耐环境应变的能力。 ⑤提高尼龙的耐磨性，以适应耐磨要求高的场合。⑥提高尼龙的抗静电性，以适应矿山及其机械应用的要求。 ⑦提高尼龙的耐热性，以适应如汽车发动机等耐高温条件的领域。 ⑧降低xx的成本，提高产品竞争力。 总之，通过上述改进，实现尼龙复合材料的高性能化与功能化，进而促进相关行业产品向高性能、高 xx 聚酰胺(PA，俗称尼龙)是美国DuPont公司最先开发用于纤维的树脂，于1939年实现工业化。20世纪50年代开始开发和生产注塑制品，以取代金属满足下游工业制品轻量化、降低成本的要求。聚酰胺主链上含有许多重复的酰胺基，用作塑料时称尼龙，用作合成纤维时我们称为锦纶，聚酰胺可由二元胺和二元酸制取，也可以用ω-氨基酸或环内酰胺来合成。根据二元胺和二元酸或氨基酸中含有碳原子数的不同，可制得多种不同的聚酰胺，目前聚酰胺品种多达几十种，其中以聚酰胺- 6、聚酰胺-66和聚酰胺-610的应用最广泛。 聚酰胺-