從制品的剛性、外觀光滑度及耐熱性等方面考慮,為了得到具有高性能的冷卻風(fēng)扇專用料,通常采用玻璃纖維對PP聚丙烯增強(qiáng)改性。玻璃纖維主要有無堿玻璃纖維和中堿玻璃纖維,將兩種玻璃纖維進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn),結(jié)果見下表1。由下表1可見,無堿玻璃纖維的增強(qiáng)效果優(yōu)于中堿玻璃纖維。
玻璃纖維 |
拉伸強(qiáng)度 /MPa
|
彎曲強(qiáng)度 /MPa |
彎曲模量 /MPa
|
沖擊強(qiáng)度 /(kj/m2)
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MFR/ (g/10min)
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無堿玻纖 |
27. 3
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45. 1
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2348. 1
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13. 93
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5. 46
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中堿玻纖
|
25. 0
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29. 7
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2122. 0
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12. 14
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6. 23
|
表1無堿玻璃纖維和中堿玻璃纖維增強(qiáng)PP的效果對比
纖維增強(qiáng)材料主要是依賴?yán)w維與樹脂的牢固粘接,使樹脂不能承載的負(fù)荷或能量轉(zhuǎn)移到支撐的纖維上,負(fù)荷從局部傳遞到較大的范圍甚至整個(gè)基體,從而提高樹脂的力學(xué)性能。
由于玻璃纖維與PP聚丙烯的親和性較差,當(dāng)PP聚丙烯發(fā)生斷裂時(shí)不能很好地將承受的應(yīng)力傳遞到玻纖上,因而未經(jīng)表面處理而直接使用的玻纖增強(qiáng)PP聚丙烯性能較差,為此需要對玻璃纖維表面進(jìn)行處理。目前常用的表面處理劑是硅烷偶聯(lián)劑,品種有A-151、A-172、KH-550等,由于PP表面為非極性,即整與經(jīng)偶聯(lián)劑處理的玻璃纖維共混,其增韌效果也不顯著。
為了使PP與玻璃纖維結(jié)合得更好,增強(qiáng)效果更顯著,必須使用能夠連接PP與玻璃纖維的特效偶聯(lián)劑,特效偶聯(lián)劑有過氧化物、氯化物、SM類等。表2列出了玻璃纖維經(jīng)偶聯(lián)劑處理和未處理時(shí),其增強(qiáng)pp的性能對比。
偶聯(lián)劑質(zhì)量含量/% |
拉伸強(qiáng)度 /MPa |
彎曲強(qiáng)度 /MPa |
彎曲模量 /MPa |
沖擊強(qiáng)度 /(J/m) |
熱變形溫度 /℃ |
0 |
38.5 |
46 |
2200 |
7.6 |
152 |
0.5 |
42 |
52 |
2500 |
8.5 |
154 |
表2玻璃纖維的表面處理對增強(qiáng)PP,(玻璃纖維含量2o%)性能的影響
SM是各種高分子材料的改性劑,對PP是特別優(yōu)良的改性劑。在100份PP和20~40份用KH-550處理過的玻璃纖維中加入0.5~1份SM,混合均勻后經(jīng)擠出造??娠@著提高PP的各項(xiàng)性能。拉伸強(qiáng)度可由PP的35MPa提高到80MPa,沖擊強(qiáng)度由2.7KJ/㎡提高到9.6KJ/㎡。
為了增強(qiáng)PP和玻璃纖維的界面結(jié)合力,目前在兩者共混時(shí)經(jīng)常加入相容劑以增加兩者之間的界面結(jié)合作用力,提高共混物的機(jī)械強(qiáng)度。常用的相容劑一般是采用低分子多官能團(tuán)物質(zhì)與PP在引發(fā)劑作用下進(jìn)行接枝反應(yīng),生成有反應(yīng)活性的接枝共聚物。例如,用馬來酸酐接枝聚丙烯,加入到PP 與玻璃纖維的共混體系中能使PP與玻璃纖維之間產(chǎn)生化學(xué)結(jié)合,大大提高PP與玻璃纖維之間的作用力,從而使其混體系的力學(xué)性能得到顯著改善。