耐化学性PA66 耐化学性材料

加工区段与螺杆参数的确定

  玻纤的加入部位

     玻纤有长纤维和短切纤维之分，将它们加入到双螺杆挤出机时要采用不同方法。短切纤维一般用计量加料装置加入，但并不是所有计量加料装置都能用来加入短切纤维，特别是当短切纤维长度大于6时。可采用振动计量加料装置将聚合物和短切纤维的预混物在加料口一起加入，否则会造成纤维和树脂分离。为提高加入量，可利用侧加料装置加料口加入。在双螺杆挤出机上多采用长纤维(亦叫粗纱)，它比较容易加入，而不需要特别的加料装置。只要把架挂起的纤维卷引入双螺杆的加料口，将纤维绕到螺杆上，纤维会自动由芯子上放开，纤维被旋转的螺杆自动地拉到机筒中脚。

     一般情况下，聚合物是在**(主)加料口加入，待其熔融塑化后，再将玻纤在下游加料口加入，即采用后续加料。这是因为，如果把玻纤和固态聚合物都在**加料口加入，会造成在固体输送过程中玻纤过度折断，螺杆和机筒内表面也因与玻纤直接接触而造成严重磨损。采用后续加料，因玻纤是加到己熔融的聚合物中，熔体与玻纤混合后把玻纤包起来，起到润滑保护作用，减少了纤维的过度折断和螺杆、机筒的磨损，而且有利于玻纤在熔体中的分散和分布。加入玻纤时，要控制聚合物和玻纤的温度，确保聚合物粘度变化*小，为的是避免聚合物在玻纤上冷硬，引起额外的玻纤折断。方法是将聚合物加热到正常水平以上，或将玻纤加热后再加入。

     另外，因为有些玻纤是经过预处理的，如长纤维中的加捻纤维是经石蜡乳化型浸渍剂处理的，而无捻纤维(由多股平行的原丝拼合而成的粗纱或多股原丝无捻粗纱或由一次拉制的多根单丝直接集束而成的粗纱)是经强化剂处理的，浸润剂含量为0．5*／'0"-2％。而用于无卤阻燃耐化学性PA6666体系的玻璃纤维是经过硅烷偶联剂进行处理的，在一定温度下，在玻纤与熔体混合后，浸渍剂和强化剂一般会产生挥发性气体，必须排出去。有的聚合物吸附有湿气、含有残留单体，也需要排出去。排气段设在玻纤加入口下游的螺杆区段上。

玻纤加入口上游的螺杆构型

     玻纤加入1：3上游的螺杆构型主要用来对聚合物进行固体输送和熔融塑化，有时还要对与聚合物一起加入的其它助剂(如阻燃剂、稳定剂)进行混合。为促进熔融和混合，这一段的螺杆构型除应有正向螺纹元件(减导程)进行输送外，还应采用捏合块、反向螺纹元件(也为建压)、齿形盘等混合元件M司。

玻纤加入口处的螺杆构型

     为使玻纤加入，纤维加入处的螺纹元件应为大导程，使聚合物熔体到达此处时为半充满状态，以留出空间容纳加入的玻纤。为避免玻纤加入口被聚合物熔体堵死，短切纤维可用反螺纹元件导入，长纤维可用至少一对捏合块元件导入。

排气段

     排气段应位于纤维加入口的下游。为使排气有效，在排气段上游接近排气13处应设置密封性螺杆元件，以防止在真空泵作用下粒子被抽出，如反向螺纹元件或反向捏合块。反向螺纹元件或反向捏合块上游应采用小导程建压正向螺纹元件。排气口对着的排气段的螺杆区段应采用大导程的螺纹元件，使含有玻纤的熔体半充满螺槽，有较大的自由空间，使物料有表面更新的机会，以利于排气

     玻纤增强作用的好坏，与它在树脂混合料(或制品)中的长度、分散状态或分布均匀性、取向及被树脂熔体浸润状态等因素有关，其中玻纤长度是关键因素，一般认为，增强热塑性塑料玻璃纤维的理想长度为其临界长度的5倍，才能传递应力，起到增强作用。为了提高改性料的混合质量，减少玻璃纤维过度断裂，降低机器磨损，我们采用挤出机下游加料口加入玻纤的方法，同时考虑到耐化学性PA66为结晶型塑料，熔融时类似牛顿流体，而增强阻燃耐化学性PA6666为非牛顿流体，粘度变稀，螺槽深度必须很浅，采用等深变距的螺纹元件。

无卤阻燃GF／PA66的动态机械性能分析

     随着温度的升高，链段运动的时间减小；当温度足够高，链段运动自由时，高聚物表现为高弹态；从力学内耗的角度来看，当链段运动被冻结时，由于不存在链段之间的相互迁移，不必克服链段之间的摩擦力，内耗非常小，而当链段运动自由时，意味着链段之间的相互作用很小，链段相互迁移所需克服的摩擦力也不大，因而内耗很小；惟有在链段运动从解冻开始转变至自由运动的过程中，链段虽具有一定的运动能力，但运动中克服较大的摩擦力，因而内耗较大，并在玻璃化转变温度下达到极大值。

     耐化学性PA66材料的粘弹性是温度、时间和频率的函数，在恒定应力的作用下，材料的模量会随着时间的推移而降低，即材料在应力作用下，其内部的分子要进行重组，以减小外界应力的作用，因此材料在高频时(短时间段)测得的模量比在低频时(长时间段)测得的模量要高。力学损耗因子tan8值则相反，因为外力频率增加，外力作用时间减小，链段运动跟不上外力的变化，高聚物显得刚性，玻璃化温度升高，力学损耗较小，反映在力学损耗因子上，则是材料的tan8随频率的增加而降低。

玻璃纤维及阻燃剂对PA66的动态机械性能影响

     同玻纤增强耐化学性PA6666相比，阻燃剂可有效的提高PA66和GF间的粘结，说明阻燃剂可显著的提高复合材料的刚性和抗变形能力，这是因为阻燃剂具有高的表面能和很大的化学活性，阻燃剂粒子的活性表面能与高分子链段形成较强作用的交联结构，交联点可以将某一分子链段受到的外力分散传递到其它分子链段上，因而某一链段的断裂不会危及到整体，另外，阻燃剂的存在减小了高分子链段的自由体积，使得高分子链段活动能力降低，使得高分子链段内旋转的位垒增大，复合材料中聚合物分子链段必须获得更高的能量，才能克服分子内旋转能的位垒，实现链段运动结果使复合材料储能模量E’上升，也就是说，复合材料的弯曲强度和弯曲模量在一定范围内会升高。这与力学性能的测试结果是一致的。

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