高韧性高流动性合金制备及性能(2)
表1 不同比例PPE-g-MAH/PA66 合金的力学性能项目 PPE-g-MAH/PA66 质量比80/20 70/30 60/40 50/50 40/60 30/70 20/80拉伸强度/MPa 52.6 56.1 57 60.6 63.4 64.8 67.3弯曲强度/MPa 84.9 88.2 92.3 96.8 102.2 103.9 111.3弯曲弹性模量/MPa 1 950 2 027 2 111 2 318 2 350 2 430 2 629
图1 不同比例PPE-g-MAH/PA66 合金的缺口冲击强度
(2)不同PPE-g-MAH/PA66 比例的合金的流动性能。
图2 为不同PPE-g-MAH/PA66 比例的合金的流动性。由图2 可知,随着PA66 含量的增加,合金的MFR 显著增加,由初始的5.6 g/10 min 逐渐增加到140 g/10 min 以上。这是由于PPE 原料为非晶型材料,玻璃化转变温度高达210℃,挤出加工成型困难,MFR 低;而PA66 原料为结晶型材料,超过熔点后,MFR 高,易加工成型。故随着PA66 含量的增加,合金中的PPE 含量减少,合金的流动性显著增加。综合材料的力学性能及流动性能,选用PA66 在PPE/PA66 中的质量分数为50%。
图2 不同比例PPE-g-MAH/PA66 合金的MFR
2.2 PA66 种类对合金性能的影响
(1) PA66 种类对合金力学性能的影响。
表2 对比了不同PA66 种类对合金力学性能的影响。由表2 得出,PPE/PA66 EP-158 合金材料的力学性能最高,特别是材料的缺口冲击强度,由PPE/PA66 21SPC 的310 J/m 提高到580 J/m,原因是PA66 EP-158 树脂相对其它两款树脂PA66 21SPC 和PA66 EPR24,其黏度更大,与PPE-g-MAH在加工熔融过程中因黏度相近更易形成“共熔融”,两者的相容性更好,从而导致PA66 EP-158 合金的缺口冲击强度最高。PPE/PA66 EPR24 合金的拉伸强度、弯曲强度及弯曲弹性模量与PPE/PA66 21SPC 合金的相当,但缺口冲击强度下降明显,主要是不同厂家的PA66 树脂与PPE-g-MAH 反应的程度不同导致。
表2 不同种类PA66 合金的力学性能项目 PA66 类型PA66 21SPC PA66 EPR24 PA66 EP-158拉伸强度/MPa 60.6 61 61.3弯曲强度/MPa 96.8 96.1 97.8弯曲弹性模量/MPa 2 318 2 320 2 350缺口冲击强度/(J·m-1) 310 230 580
(2) PA66 种类对合金流动性的影响。
不同PA66 种类的PPE/PA66 合金的MFR 如图3 所示。合金的MFR 由高到低依次为,PA66 EPR24>PA66 21SPC>PA66 EP-158。这可能是因为虽然PA66 EPR24 和PA66 21SPC 两款树脂的黏度都在2.4 左右,因不同公司的封端技术不同,PA66树脂与PPE-g-MAH 的反应程度不一样,导致合金的MFR 相差很大;而PA66 EP-158 树脂的黏度为2.7,黏度比其它两款树脂PA66 21SPC 及PA66 EPR24 的黏度大,合金的流动性差,MFR 低。
考虑缺口冲击强度最优,选用PA66 EP-158 树脂,其在PPE/PA66 中的质量分数为50%。
图3 不同PA66 种类PPE/PA66 合金的MFR
2.3 不同润滑剂种类对合金性能的影响
上述合金的缺口冲击强度已经达到很高的水平,但其MFR 仍然不高,在汽车行业的某些复杂结构件中仍无法满足使用要求,需要进一步优化合金材料的流动性能。
润滑剂是为了改善塑料在成型加工时的流动性和脱模性,从而提高制品性能的一种助剂。其作用是降低物料之间及物料和加工设备表面的摩擦力,从而降低熔体的流动阻力,降低熔体黏度,提高熔体的流动性[17]。
润滑剂按其组成分为:烯烃类、脂肪酸类、脂肪族酰胺类、脂肪酸酯类、金属皂盐类等。
(1)不同润滑剂种类对合金性能的影响。
表3 对比了不同润滑剂种类对合金力学性能的影响。由表3 可以看出,无论加入哪种类型的润滑剂,材料的各方面力学性能都有不同程度的下降。其中,加入脂肪族酰胺类润滑剂C,合金材料的力学性能相对较好,缺口冲击强度能保持在较理想的范围内,加入其它润滑剂,缺口冲击强度下降明显。
表3 润滑剂种类对合金力学性能的影响项目润滑剂种类无润滑剂烯烃类润滑剂A脂肪酸酯类B脂肪族酰胺类C拉伸强度/MPa 61.3 59.6 60.3 60.5弯曲强度/MPa 97.8 94.5 93.6 95.3弯曲弹性模量/MPa 2 350 2 120 2 280 2 250缺口冲击强度/(J·m-1) 580 310 415 532
(2)不同润滑剂种类对合金流动性的影响。
3 种不同润滑剂种类对合金的MFR 的影响如图4 所示。由图4 可见,加入润滑剂后,合金的MFR 有大幅度提高,含脂肪族酰胺类合金的MFR提高得最明显,由原来的30 g/10 min 提高到65 g/10 min。原因是在PPE-g-MAH/PA66 合金体系中,PA66 基体为连续相,加入酰胺类润滑剂后,因润滑剂中酰胺键与PA66 树脂中酰胺键结构相近,根据相似相容原理,该润滑剂与合金材料的相容性可能最好,从而提高PPE/PA66 合金材料的流动性也更为显著。
文章来源:《特种铸造及有色合金》 网址: http://www.tzzzjyshjzz.cn/qikandaodu/2021/0508/661.html
上一篇:铅酸蓄电池板栅材料的研究进展
下一篇:铸造心情