尼龍PA66是目前在節(jié)能鋁合金門窗用隔熱條生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的一種工程塑料。由于要與鋁合金的線膨脹系數(shù)等相匹配，通過比對(duì)試驗(yàn)和綜合性能比對(duì)后德國等選擇了用短切玻璃纖維增強(qiáng)的PA66GF25作為隔熱條的材料，用冷擠工藝進(jìn)行擠出生產(chǎn)，克服了玻璃纖維外露等問題，使產(chǎn)品表面光滑，性能卓越。
玻璃纖維是隔熱鋁型材結(jié)構(gòu)件中的結(jié)構(gòu)件，他的分布和性能直接決定門窗的性能。
由于PA66分子結(jié)構(gòu)中含有親水性的酰胺基，使其不同于聚甲醛、聚碳酸醋、(丙烯睛/丁二烯/苯乙烯)共聚物(ABS)類塑料，而具有很強(qiáng)的吸水性，并顯著影響材料的力學(xué)性能。另外，其各項(xiàng)力學(xué)性能還因吸水率的不同而不同。此特性對(duì)準(zhǔn)確測定PA66的各項(xiàng)力學(xué)性能帶來了極大的干擾和偏差。
在短切玻璃纖維增強(qiáng)PA66中加入特殊的耐水解劑MPP以期改善其耐水解性,因?yàn)镸PP具有一定的極性,自身吸水性很小,且將MPP加入PA66后 有3種作用發(fā)生:
①極性屏蔽作用。即MPP的極性基團(tuán)與PA66的極性基團(tuán)存在相互加強(qiáng)作,從而削弱了PA66極性基團(tuán)與水的作用。在熔融擠出過程中,MPP與PA66發(fā)生接枝共聚反應(yīng),而這種接枝共聚反應(yīng)不可能在全部分子間發(fā)生,但接枝共聚物分子很可能起到兩種成分的相容劑作用,降低了相界面張力,提高了相界面的粘結(jié)力。
②結(jié)晶屏蔽作用。即在MPP與PA66的共混物中,由于兩者均為結(jié)晶性聚合物,導(dǎo)致共結(jié)晶或晶粒包裹、交叉、覆蓋等作用,從而削弱了水與PA66的作用。
③結(jié)構(gòu)屏蔽作用。即在共混物中,PA66為連續(xù)相,MPP為分散相,其相界面結(jié)合較強(qiáng),而MPP的非極性長鏈起到了對(duì)水的阻止作用,從而阻滯了水的滲透。
上述3種作用的加合,導(dǎo)致共混物吸水性的降低,最終提高了PA66的耐水解性。 同時(shí),由于MPP中的官能團(tuán)與PA66中的胺基發(fā)生化學(xué)反應(yīng),加強(qiáng)了MPP與基體PA66相界面間的結(jié)合強(qiáng)度,大大改善了PA66與MPP間的相容性,使共混物的沖擊強(qiáng)度得到提高。
采用不同的玻璃纖維對(duì)隔熱條的性能有很大的影響
具有耐水解劑和界面結(jié)合劑的特殊短切玻璃纖維與尼龍有效的結(jié)合在一起，在拉伸斷裂后尼龍牢固地粘合在玻璃纖維表面。
提高了隔熱條在水中的持久力，水分子侵入能力減低了30%左右，界面被破壞的可能性減小了很多
尼龍是很容易吸水的，水對(duì)尼龍與玻璃纖維界面的破壞力很強(qiáng)大，從而使尼龍的受力快速下降。對(duì)隔熱條這樣的結(jié)構(gòu)件的性能有影響，盡量不用。
長玻璃纖維與尼龍的結(jié)合界面在拉伸斷裂后可以看到玻璃纖維表面粘合的尼龍幾乎沒有，玻璃纖維表面光滑與尼龍脫離。
長玻璃纖維由于表面的相容劑缺乏，再加上加工工藝的不同，使玻璃纖維表面與尼龍的結(jié)合力大大減低，耐水解和高溫持久能力要比特殊的短切玻璃纖維小1/3左右，而且衰退很快。
針對(duì)以上試驗(yàn)和分析，我們對(duì)隔熱條的常規(guī)產(chǎn)品I14.8進(jìn)行了使用不同玻璃纖維進(jìn)行生產(chǎn)，并檢測：
I 14.8型
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橫向抗拉 |
特殊短切玻璃纖維MPP |
普通短切玻璃纖維 560 |
高性能長玻璃纖維988A |
中堿玻璃纖維 |
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常溫MPa |
103 |
85 |
75 |
46 |
|
高溫MPa |
56．5 |
45 |
40 |
25 |
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水煮MPa |
55.6 |
40 |
36 |
18 |
I 22型
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橫向抗拉 |
特殊短切玻璃纖維MPP |
普通短切玻璃纖維 560 |
高性能長玻璃纖維988A |
中堿玻璃纖維 |
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常溫MPa |
99.8 |
80 |
60 |
38 |
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高溫MPa |
57 |
45 |
42.3 |
22 |
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水煮MPa |
55.6 |
43 |
36.5 |
2 |
我們可以發(fā)現(xiàn)，改成長玻璃纖維生產(chǎn)以后I14.8與I22的性能完全不在一個(gè)質(zhì)量級(jí)別上，成為不合格的產(chǎn)品，是不是應(yīng)該考慮玻璃纖維的金像分布存在問題。
但一致的問題是高溫和水煮的橫向抗拉向抗拉下降很快，達(dá)不到國家標(biāo)準(zhǔn)的最低要求，而且還將以一定的速度下降，這對(duì)使用帶來了極大的危險(xiǎn)。
為了應(yīng)對(duì)以上情況的出現(xiàn)，更為了降低生產(chǎn)成本，現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)更多的單位在隔熱條材料里面提高玻璃纖維的含量到35%，和采用價(jià)格較低的中堿玻璃纖維進(jìn)行生產(chǎn)。
我們從玻璃纖維的性能上進(jìn)行對(duì)比：
抗拉強(qiáng)度
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玻璃纖維種類 |
無堿玻璃纖維 |
中堿玻璃纖維 |
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新生態(tài)纖維強(qiáng)度 MPa |
3058 |
2617 |
無堿玻璃的強(qiáng)度高于中堿玻璃。
影響玻璃強(qiáng)度的因素很多，主要有化學(xué)成分、纖維直徑、存放時(shí)間及環(huán)境等。
普通的短切玻璃纖維與尼龍的結(jié)合界面
在拉伸斷裂后可以看到玻璃纖維表面粘合的尼龍很少，玻璃纖維表面光滑與尼龍脫離。
耐水性
|
玻璃纖維種類 |
無堿玻璃纖維 |
中堿玻璃纖維 |
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失重 /mg |
20.98 |
25.8 |
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析堿量 /mg |
4.65 |
9.90 |
無堿玻璃在水中的失重和析堿量都低于中堿玻璃，表明無堿玻璃的耐水性優(yōu)于中堿玻璃。
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