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高温尼龙PA10T该如何改性?

  高温尼龙是指在150℃以上长期使用并能在很宽的温度范围内、高湿度环境中仍能保持良好机械强度和尺寸稳定性的聚酰胺,属于特种工程塑料。依据主链结构的不同,高温尼龙包括全脂肪族、全芳香族和半芳香族聚酰胺。

  PA10T是我国自主开发的一种耐高温尼龙,作为目前唯一的生物基半芳香族聚酰胺,除了拥有脂肪族聚酰胺良好的加工性能和全芳香族聚酰胺突出的耐热性,还兼具优异的力学性能、尺寸稳定性、耐溶剂性、耐磨性和低吸水率等特点,可应用于航空航天、大型机械、军工、化工、电子电气和汽车领域。PA10T熔融温度与其分解温度相近,导致加工窗口较窄,限制了其在工业加工中的适用范围,因此需要对其进行改性。

  而目前企业进行规模生产所采用的常用方法是熔融共混改性工艺,相比原位共聚改性,熔融共混改性更加简单易行。

  对于20%(wt)玻纤(GF)增强PA10T复合材料来说,当POE- g- MAN含量为15%(wt)时,综合力学性能最佳,拉伸强度和弯曲强度分别提高25%和20%,POE- g -MAN起到了界面相容剂的作用,提高了玻纤与PA10T基体的相容性。随着POE- g -MAN的加入,复合材料PA10T/GF/POE- g -MAN的拉伸强度和弯曲强度先增大后减小, 弯曲模量呈逐渐减小的趋势。

  以阻燃剂二乙基次膦酸铝(Alpi)对30%(wt)玻纤增强PA10T进行阻燃改性,当Alpi的质量分数为12%(wt)时,复合材料的阻燃等级达UL94-V0级。

  而对于长玻纤(LGF)和短玻纤(SGF)增强PA10T来说:① LGF的增强效果要好于SGF;② PA10T/SGF的热稳定性要好于PA10T/LGF。

  对于LGF和SGF改性PA10T复合材料,热氧老化会导致复合材料结晶性能和力学性能的下降,且老化时间越长,性能下降越明显。这是由于热氧老化导致PA10T分子链的分解、基体的碳化,使得玻纤与基体界面脱粘造成的,整个老化过程,分子链的分解起主导作用。对玻纤增强PA10T复合材料热氧老化性能的研究有助于优化和控制复合材料的使用寿命和应用。

  而以溴化环氧树脂作为阻燃剂的阻燃型玻纤增强PA10T复合材料,玻纤与树脂基体之间的界面粘接作用的强弱是影响复合材料热氧老化性能的主要因素。

  以溴化环氧树脂/三氧化二锑作为协效阻燃剂的阻燃型短玻纤增强PA10T复合材料,复合材料会在160℃老化过程中发生微交联反应,从而提高储能模量和玻璃化转变温度(Tg),而分子降解主要发生在200℃和240℃的老化后期,导致Tg降低,出现大量小分子。老化后热重分析得到的树脂残留率增加,复合材料在240℃下老化30h后,出现明显的碳化现象,严重破坏了复合材料的结构,热稳定性明显下降。

  对于热致性液晶聚合物(TLCP)/PA10T和无机填料/TLCP/PA10T复合材料,添加少量的(3%(wt))的TLCP就可以有效地改善PA10T的加工性能。TLCP起到了成核剂的作用,促进了PA10T的结晶。无机填料可以显著提高TLCP/PA10T复合材料的力学性能和耐热性,加工性能也有改善。

  更多关于PA10T的介绍,请参考小编之前的整理: 生物基耐高温尼龙PA10T,双碳目标下你该关注的材料!

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