尼龍（PA）具有高機械強度、耐化學(xué)藥品、耐油、耐磨、自潤滑、易于加工成型等一系列優(yōu)異性能，已成為目前國內(nèi)外廣泛應(yīng)用的熱塑性工程塑料之一。
但在實際應(yīng)用中，不同的使用條件或環(huán)境下，對尼龍的性能要求又各有不同。 如，電鉆和電機外殼、泵葉輪、軸承、柴油機和空調(diào)全塑風(fēng)扇等部件要求尼龍材料須具備高強度、高剛性和高尺寸穩(wěn)定性；由于尼龍的低溫韌性差，此時就需要對其進行增韌改性；在一些戶外應(yīng)用領(lǐng)域，尼龍材料在長期的戶外環(huán)境中，則須進行耐候改性等等。 增強尼龍所用的增強材料主要是玻纖、碳纖、晶須等纖維狀的物質(zhì)，而其中又以玻纖增強應(yīng)用*為廣泛。通過玻纖增強可明顯改善材料的剛性強度和硬度，并使得材料的尺寸穩(wěn)定性和耐熱性得到明顯改善。 由于尼龍本身強度不夠，通過加入10-30%的纖維，來提高它的強度。特別是30%的強度是公認的*合適的比例。也有加到40-50%的，根據(jù)不同產(chǎn)品的具體要求，再加上適當(dāng)?shù)呐浞?，都能成功?/p> 玻纖增強尼龍的生產(chǎn)工藝 一般來說，玻纖增強尼龍的生產(chǎn)工藝有兩種：長纖法和短纖法。 長纖法，即尼龍及其它成分經(jīng)預(yù)混后加入料斗，而玻纖則從玻纖入口處通過螺桿轉(zhuǎn)動將其帶入螺桿，進而與尼龍樹脂混合。
短纖法，即將短切玻纖通過側(cè)喂料強制輸送至料筒后，再與尼龍混合。
影響玻纖增強尼龍性能的因素 首先，玻璃纖維與尼龍樹脂之間的界面粘結(jié)對玻璃纖維增強尼龍的影響*為重要。如果兩者之間的結(jié)合不好，強化效果會大大降低。這時，玻璃纖維的表面處理就顯得尤為重要。如今，玻璃纖維廠家已經(jīng)能夠生產(chǎn)出針對不同材料進行不同表面處理的玻璃纖維模型，供改性塑料廠家使用，只要選擇得當(dāng)。 其次，尼龍材料中玻璃纖維的長度是影響其性能的另一個主要因素。一般來說，無論是抗拉強度、彎曲強度和模量，還是缺口沖擊強度，長玻璃纖維都優(yōu)于短玻璃纖維。 同時，玻璃纖維在材料中的分散性也不容忽視。玻璃纖維的分散主要依靠雙螺桿的適當(dāng)剪切作用和物料的捏合作用來實現(xiàn)，這涉及到螺桿的組合和速度。螺桿轉(zhuǎn)速的選擇與配方中玻璃纖維等添加劑的含量有關(guān)。對于阻燃增強尼龍，由于阻燃劑已被熱分解，低速為宜。 另外，加工溫度、玻璃纖維直徑、玻璃纖維種類也會影響材料的*終性能，所以這里就不再贅述了。 玻纖增強尼龍在加工過程中熱氧老化 以玻纖增強尼龍66為例，玻纖在雙螺桿擠出機料筒中易與物料、螺桿和料筒內(nèi)壁發(fā)生擠壓和摩擦，并產(chǎn)生大量的摩擦熱，往往使得擠出機料筒內(nèi)物料實際溫度遠高于擠出機顯示溫度，這樣的高溫極易導(dǎo)致尼龍66發(fā)生熱氧老化降解，并使復(fù)合材料的力學(xué)性能降低。表1是不同抗氧體系對玻纖增強尼龍66復(fù)合材料初始力學(xué)性能的影響。 表 1 玻纖增強尼龍66的初始力學(xué)性能 由表中數(shù)據(jù)可知，未添加抗氧劑的1#樣品的拉伸強度、彎曲強度和缺口沖擊強度均低于2#和3#樣品的相應(yīng)性能，這表明添加抗氧劑可以有效阻滯尼龍66在加工過程中的熱氧老化降解，顯著提高復(fù)合材料的力學(xué)性能。表明合適的抗氧體系可以發(fā)揮更好的初期加工穩(wěn)定化作用。
玻纖增強尼龍的流動性
玻纖增強尼龍的流動性較差，在注塑成型過程中易發(fā)生注塑壓力高、注塑溫度較高、注塑不滿、表面質(zhì)量差等問題，嚴重影響制品表觀，導(dǎo)致產(chǎn)品不良率高居不下。特別在注塑制品的生產(chǎn)過程中，又不能直接添加潤滑劑來解決問題，只能在原料上進行改進，一般而言，這需要在改性配方中加入潤滑成分。
玻纖增強尼龍的抗高溫?zé)嵫趵匣?/strong>
在一些諸如軸承、柴油機風(fēng)扇等應(yīng)用領(lǐng)域，玻纖增強尼龍常常面臨著長時間的高溫?zé)嵫趵匣膯栴}。雖然以玻纖對尼龍進行增強改性，可適度提高尼龍的耐熱性，但不能很好的解決問題，而通過向玻纖增強尼龍復(fù)合材料中添加合適的抗熱氧老化助劑可取得較好的效果，還是接著上圖。
三個樣品經(jīng)1000h熱氧老化后，1#樣品（無抗氧劑）的拉伸強度保持率為58.0%，2#樣品（一般常用抗氧體系）的拉伸強度保持率為77.4%，而3#樣品（改進型抗氧體系）的相應(yīng)性能為88.0%。可見，合適的抗氧體系可有效延緩玻纖增強尼龍的熱氧老化降解，從而發(fā)揮更好的高溫?zé)嵫趵匣雷o效果。
玻纖增強尼龍的耐候性能
尼龍在受到陽光照射、溫度變化、風(fēng)吹雨打等外界條件的影響，會出現(xiàn)褪色、變色、龜裂、粉化和強度下降等一系列老化現(xiàn)象，其中紫外線是促進老化的關(guān)鍵因素。耐候性尼龍目前主要為黑色制品，也就是通過在尼龍中加入炭黑等吸收紫外線的助劑來解決其耐候性。但除了黑色制品以外，本色或淺色尼龍在戶外應(yīng)用時也常常面臨老化的問題，主要表現(xiàn)為制件變黃。
不同加纖比例尼龍的應(yīng)用 以下以PA66為例：
高強度加玻纖增強產(chǎn)品. 1
玻纖添加比例40-50%的增強尼龍材料，主要適用于高強度齒輪、專業(yè)設(shè)備的高強度零部件制造。 應(yīng)用：各種精密齒輪 PA66+GF，具有高鋼性、尺寸穩(wěn)定、降噪、耐磨、靜音、潤滑、抗靜電等性能。
中強度加玻纖增強產(chǎn)品. 2 玻纖添加比例25-35%的增強尼龍材料，主要適用于汽車配件、電動工具外殼、電器風(fēng)葉、風(fēng)輪、餐具類、玩具類等中強度零部件制造。 應(yīng)用一：汽車配件 汽車PA66+GF材料可應(yīng)用在發(fā)動機進氣管、發(fā)動機罩蓋、汽車底盤、發(fā)動機風(fēng)扇葉、汽車空調(diào)蒸發(fā)器冷凝器等。 1）發(fā)動進氣管PA66+30%GF，長期耐溫140℃2000小時以上。 2）汽車底盤擋泥板，發(fā)動機風(fēng)扇葉PA66+30%GF，需要極好的韌性和強度，以及很低的變形量與尺寸穩(wěn)定性。 3）汽車空調(diào)蒸發(fā)器，需要翹曲好、長期耐熱、耐水解、尺寸穩(wěn)定高、很高的強度和韌性，PA66+15%GF+10%滑石粉。 應(yīng)用二：電子配件各種連接器 這是無鹵阻燃PA66+35%GF，在各種電子連接器上的應(yīng)用領(lǐng)域。電子連接器需要具備高流動性、尺寸穩(wěn)定性、良好的電氣性能，有的還需要阻燃性能，此時唯有改性材料才能完全替代。
應(yīng)用三：各種大功率風(fēng)扇葉以及葉輪 高鋼性、高韌性、低翹曲、抗蠕變、耐水解改性PA66+30%GF材料。
應(yīng)用四：餐具類： 耐高溫、食品級、高流動性、增強、PA66+30%GF。
應(yīng)用五：玩具領(lǐng)域 玩具槍托、無人機螺旋槳、馬達支架玩具一般使用中高強度的改性塑料，PA66+30%GF、PA66+30%碳纖。
低強度加玻纖增強產(chǎn)品. 3 玻纖添加比例10-20%的增強尼龍材料，主要適用于電子電器產(chǎn)品中的連接器、觸動開關(guān)、醫(yī)療器材等零部件制造。
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