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活性空心微珠在尼龍（PA6）玻纖改性中的應用研究

劉濤

（上海匯精亞納米新材料有限公司上海 201108）

摘要：利用空心微珠球型的特性，對其填充于尼龍玻纖改性進行研究，得出空心微珠可提高流動性和熱變型溫度及改善制品外觀，降低收縮率及等。

關鍵字：空心微珠、表面活性處理、尼龍、玻纖改性

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。空心微珠是一種尺寸微小的空心玻璃球體，表面光滑堅硬（莫氏硬度6），有極好的流動性分散性，吸油率低，可耐1300℃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。

空心微珠正是作為一種新的改性材料在尼龍改性中被開發應用，以克服玻璃纖維的缺點，填充空心微珠可以改善浮纖外露，提高制品表面光潔度，改善流動性能，加工方便、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，并且空心微珠較低的價格可以大大降低生產成本。下面是我們的一些研究數據，希望能為尼龍改性及制品生產企業帶去一定的信息幫助。

制備工藝流程如下（*空心微珠為硅烷偶聯劑活化后產品）：

尼龍6

          ---混合—塑煉—粉碎—注射—制樣—性能測試

空心微珠

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.

空心微珠含量對材料拉伸強度的影響

從中可知，隨著空心玻璃微珠填充的增加，材料拉伸強度提高。

空心玻璃微珠含量對材料沖擊強度的影響

表示空心玻璃微珠含量對材料沖擊強度的影響見圖2，從中可看出，隨著空心玻璃微珠填充量的增加，材料的沖擊強度先提高后降低。當填充量達到18%時，其沖擊強度達到最大值。

空心玻璃微珠含量對材料布氏硬度的影響

由該圖可知，隨著微珠填充量的增加，材料的硬度有所提高。由于微珠屬剛性料，將其填充到尼龍6中可使材料剛性和硬度均得到提高。

空心玻璃微珠含量對材料耐熱性的影響

下圖表示微珠含量對材料耐熱性的影響。從中可知，隨著微珠用量的增加，材料馬丁耐熱溫度提高。由于微珠在尼龍6中可起到減慢反應速度，保持化學平衡、降低表面張力，穩定結構，提高制品熱穩定性的作用，從而可防止由光和熱引起的材料老化。

研究表明：

1．                  活化后空心微珠同玻璃纖維混合在尼龍6改性中使用，依靠表面光滑的小球面，在熔體里受外力作用，有輥軸功能，可提高流動性能，使制品的表面變的光滑細膩，改善浮纖外露現象；

2．                  堅硬的表面使制品的表面耐磨材料更致密，耐磨、耐刻劃性能更加；

3．                  玻纖的各向異性，使玻纖改性的尼龍制品會有后翹曲現象，小圓球的空心微珠各向同性，能降低玻纖的各向異性作用，隨著空心微珠比例的增加，玻纖的各向異性作用會進一步降低，能最大限度地克服后翹曲現象。

4．                  低廉的價格可使生產成本大大降低。

結束語：

空心微珠作為一種新型功能性填充料用于玻纖改性尼龍可提高加工的流動性、制品表面光潔度、耐刻劃、耐磨性、降低制品收縮率克服后翹曲，大大降低生產成本。