论文部分内容阅读
聚酰胺(PA)是一种综合性能优良的工程塑料,具有优良的耐热性、高的拉伸强度和易加工等优势。但PA存在着抗冲击性能较低、吸水率高和在正常载荷下摩擦系数偏大等缺点,这限制了PA的广泛应用。超高分子量聚乙烯(UHMWPE)具有相对低的摩擦系数、优异的自润滑性能以及优良的冲击韧性和化学稳定性,因而广泛地应用于纺织、造纸、化工、矿山及机械等领域。利用UHMWPE优异的柔韧性、自润滑性在改善PA抗冲击性能、降低吸水率的同时还能降低尼龙的摩擦系数、提高耐磨性等。本文将PA6与UHMWPE共混,用马来酸酐接枝的高密度聚乙烯(HDPE-g-MAH)作为PA6/UHMWPE体系的界面增容剂,并添加粉煤灰玻璃微珠和短玻璃纤维作为增强材料,采用稀土和硅烷偶联剂作为表面处理剂加强增强材料与基体的结合,使得PA6/UHMWPE复合材料在具有良好韧性、高的耐磨性和低的摩擦系数的同时又具有较高的刚性和强度。通过双螺杆挤出和注塑的方法制备PA6/UHMWPE复合材料,在往复滑动式摩擦磨损试验机上测试了复合材料的摩擦磨损性能,在电子万能试验机和XJ-300型冲击试验机上测试了复合材料的拉伸强度和冲击强度,按照GB1034-86测试了复合材料的吸水性能。采用红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、差示扫描量热法(DSC)等测试手段对复合材料的结构和性能进行了表征和分析。研究结果表明: PA6/20%UHMWPE(含15%玻璃微珠)复合材料表现出较好的综合力学性能、摩擦磨损性能及较低的吸水率。当UHMWPE含量为20%时,复合材料具有最低的摩擦温度(T= 90℃)和比磨损率w=1.60×10-6mm3/(N×m)。与PA6材料相比,复合材料的耐磨性提高150%,摩擦系降低了28.6%,冲击韧性提高了近200%,吸水率降低了78.2%。进一步研究结果表明:稀土处理短玻纤增强复合材料的综合性能比硅烷偶联剂处理的要好;稀土处理液的浓度在0.5%最佳,短玻纤添加量在10%至15%最佳。添加15%经0.5%稀土处理SGF复合材料的拉伸强度较相同浓度硅烷KH550处理SGF的复合材料提高了16%,冲击强度提高了58%,耐磨性提高了13.9%。85%[80%PA6+20%UHMWPE(15%微珠)+ 20%MAH-g-HDPE] + 15%SGF(0.5%LaCl3RE处理)复合材料表现出较好的综合机械性能、摩擦磨损性能及较低的吸水率,是一种具有潜在应用价值的新型工程材料。