由于晶须本身结构纤细,且具有高强度、高模量等优异的力学性能,与聚合物共混时,能均匀的分散聚合物基体中,形成定向结构,但又不产生各向异性。还因为这种纤维状填充剂在受到外力作用时,能产生一定的形变,使应力容易松弛,消除界面应力集中和残余应力。从而减小
塑料加工制品的内应力。晶须的作用,使聚合物内聚强度增大,显著提高了材料的力学性能。
加工助剂的选择与应用,由于芳纶本身属于有机高分子且又是聚酰胺品种之一,它与尼龙的相容性很好,不需添加偶联剂,但抗老化剂,如抗氧剂、润滑剂等助剂对复合材料的加工与抗老化性能产生较大的影响。无机晶须包括陶瓷质晶须、无机盐晶须和金属晶须。其中前两类在聚合物复合中应用较多,金属晶须主要用于金属复合材料中。
由于芳纶也属于聚酰胺大分子链中存在着与聚酰胺一样的酰胺基团,因此它与所有尼龙树脂都有很好的相容性。与尼龙共混可制造高强度、高模量、密度小、刚性好、耐疲劳、耐应力开裂和耐磨性优异的耐高温结构材料。由于芳纶价格很高,用于一般民用工业品在价格上不具优势,由于其性能优异,主要用做航空、军工装备的结构材料。但是,可以预见,随着芳纶制造技术的日趋完善以及规模化生产的到来,芳纶的价格会有所降低,同时,由于电子、电气、航空、电机等行业的发展,这种材料将会得到广泛的推广应用。
与玻璃纤维、碳纤维比较,芳纶不易被剪段,因此在制造过程中应注意下面的几个方面:1.螺杆的组合要适当增加捏合快的比例,同时,应注意均匀分布,以增加螺杆的剪切与混合作用。在芳纶增加尼龙共混中,芳纶的分散程度时制造高性能复合材料的关键。2.适当提高共混挤出温度,其目的是增加芳纶与尼龙基体的粘接与混合。3.芳纶的加入方式,可以长纤连续加入,也可以用芳纶短纤。比较而言,芳纶短纤的增强效果更好些。
晶须属高强度、高模量、耐热增强材料,不同的品种的特点如下:1.钛酸钾晶须的特点:稳定的化学性质;优异的耐腐蚀性;优异的耐热、隔热性;优异的耐磨性与润滑性;很高的电绝缘性;硬度较低。2.硼酸铝晶须的特点:高模量、高强度;尺寸小直径约0.5-1、长度为10-30;哟一的耐热性;硬度低于SIC等晶须。优异的耐磨减磨性;优异的耐火阻燃性。3.ZnO晶须的特点:具有优良的导电性和电磁屏蔽性能;优良的减震、抗震性;在力学性能、电学性能、光学性能等方面有很好的各向同性。4.硼酸镁晶须的特点:优异的耐磨、润滑性;优异的力学性能,高强度;优异的耐热性。5.硼酸钙晶须的特点:优良的增强作用,较高的强度;良好的耐热性;优良的
塑料加工流动性;较低的价格,比其他晶须便宜。
芳纶增强PA66的强度很高,特别拉伸弹性模量是纯PA66的3倍。是所有增强PA66中,拉伸弹性模量最高的复合材料。在芳纶含量为20%的热变形温度与30%玻璃纤维增强PA66相当,而抗冲击强度是纯PA66的2.5倍多。晶须是以可结晶无机物和有机聚合物为原料,经一定的处理以单晶形式生长的,其形状类似于短纤维,而尺寸远小于短纤维的须状单晶体,是所有增强材料中,强度与模量很高的增强材料。它与聚合物共混,能够均匀分散在聚合物基体中,起到骨架作用。
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