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活性晶須硅在PA6改性中的應用研究

     劉濤

（上海匯精亞納米新材料有限公司 上海  201108）

摘要：利用晶須硅的特性，對其填充于尼龍玻纖改性進行研究，得出晶須硅可取代短玻纖增強使用，提高塑料產品的強度、硬度、熱變型溫度、消除玻纖外露，降低收縮率及生產成本等。

關鍵字：晶須硅、尼龍、玻纖改性

Research on the modifying application of GX-Si  in glass fiber and PA6

   Liutao

(Shanghai huijing Sub-Nanoseale New Material Co., ltd,Shanghai 201108,China)

Abstract: In this paper, utilizing the GX-Si characteristics, the research on the modifying application of GX-Si in Glass fiber and PA6 as a filler are carried out and drawn the conclusion that GX-Si can improve the rheology, thermal temperature and meliorate the appearance of goods as well as reduce shrinkage.

尼龍6是一種具有較好力學性能和熱性能的工程塑料，廣泛應用于汽車、機械、儀表儀器等領域。晶須硅是一種超細白色粉體材料，強度高達到莫氏硬度7，有極好的分散性和絕緣性、可耐1400℃以上高溫；尼龍通常是使用玻璃纖維進行改性來提高性能和拓展使用領域。雖然玻璃纖維在其力學性能上能給予尼龍6以很大的提高，但也會帶來一些很大的缺點，如：流動性差、玻纖易外露、收縮率高，后翹曲嚴重等，制品加工較困難，特別是復雜組件和表面光潔度高的制品，另其較高的價格也會給生產企業帶去生產成本的增加。

晶須硅正是作為一種新的改性增韌增強材料在塑膠改性中被開發并應用，以代替玻纖使用、克服玻璃纖維的種種缺點；填充晶須硅可以消除浮纖外露，提高制品表面光潔度、大大提高制品的硬度、強度，改善加工性能、降低收縮變形率，克服制品后翹曲現象、提高制品的耐熱溫度及耐磨、耐劃傷性，并且晶須硅不到無堿短玻纖1/2--1/3的價格可以大大降低生產成本。測試數據如下：

制備工藝流程如下

尼龍6

          ---混合—塑煉—粉碎—注射—制樣—性能測試

晶須硅

注射工藝條件：

料筒溫度Ｉ區225℃，Ⅱ區210℃；噴嘴溫度220℃；模具溫度30℃；

注射壓力80Mpa；保壓時間8s.

晶須硅含量對材料拉伸強度的影響 ( Influence of GX-Si content to the drawing intensity of material )

從中可知，材料拉伸強度因晶須硅的添加比例而有所變化，15%達到最高，但隨著比例的增加開始下降，因此，不能過多填充。

晶須硅含量對材料沖擊強度的影響 ( Influence of GX-Si content to the impacting intensity of material )

表示晶須硅含量對材料沖擊強度的影響見圖2，從中可看出，隨著晶須硅填充量的增加，材料的沖擊強度前期顯著提高，隨比例的加大趨向平穩。

晶須硅含量對材料布氏硬度的影響 ( Influence of  GX-Si content to the Mohs scale of material )

由該圖可知，隨著晶須硅填充量的增加，材料的硬度有所提高。由于晶須硅屬剛性料，將其填充到尼龍6中可使材料剛性和硬度均得到提高。

晶須硅含量對材料耐熱性的影響 ( Influence of GX-Si content to the heat resistance of material )

下圖表示晶須含量對材料耐熱性的影響。從中可知，隨著晶須用量的增加，材料馬丁耐熱溫度提高。由于晶須硅在尼龍6中可起到減慢反應速度，保持化學平衡、穩定結構，提高制品熱穩定性及耐老化性能的作用。

研究表明：

1. 晶須硅在尼龍6改性中使用，依靠其獨特的形體結構可起到玻纖的增強效果，對產品的力學性能的提高很有幫助。

2. 高強度及超細性使制品的表面耐磨材料更致密，耐磨、耐刻劃性能增加；

3. 超細、分散性好的特點使其填充在塑膠中，可以大大降低收縮變形率，很好的保持制品的尺寸穩定性，克服使用玻纖后翹曲嚴重的弱點。

4. 低廉的價格可使生產成本大大降低。

   結束語：

   晶須硅作為一種新型功能性填充料用于改性尼龍可代替玻纖使用，提高制品的力學性能、制品表面光潔度、耐刻劃性、熱變型溫度、降低制品收縮率克服后翹曲及加工性能，大大降低生產成本。

   注：建議使用配方：尼龍+8-10%晶須硅+20%短玻纖或尼龍+15%晶須硅+15%短玻纖，由于晶須硅的比重高于玻纖，因此，如果制品對密度要求較高可使用以上配方；如果比重無要求可大量填充，可完全代替玻纖使用。