產(chǎn)品優(yōu)點
1 玻纖增強以后,玻纖是耐高溫材料,因此,增強塑料的耐熱溫度比不加玻纖以前提高很多,尤其是尼龍類塑料。
2 玻纖增強以后,由于玻纖的加入,限制了塑料的高分子鏈間的相互移動,因此,增強塑料的收縮率下降很多,剛性也大大提高。
3 玻纖增強以后,增強塑料不會應力開裂,同時,塑料的抗沖性能提高很多。
4 玻纖增強以后,玻纖是高強度材料,從而也大提了塑料的強度,如:拉伸強度,壓縮強度,彎曲強度,提高很多。
5 玻纖增強以后,由于玻纖和其它助劑的加入,增強塑料的燃燒性能下降很多,大部分材料不能點燃,是一種阻燃材料。
折疊
產(chǎn)品缺點
1 玻纖增強以后,由于玻纖的加入,不加玻纖前是透明,都會變成不透明的。
2 玻纖增強以后,所有塑料的韌性降低,而脆性增加。
3 玻纖增強以后,由于玻纖的加入,所有材料的熔融粘度增大,流動性變差,注塑壓力比不加玻纖的要增加很多。
4 玻纖增強以后,由于玻纖的加入,流動性差,為了正常注塑,所有增強塑料的注塑溫度要比不加玻纖以前提高10℃-30℃。
5 玻纖增強以后,由于玻纖和助劑的加入,增強塑料的吸濕性能大加強,原來純塑料不吸水的也會變得吸水,因此,注塑時都要進烘干。
6 玻纖增強以后,在注塑過程中,玻纖能進入塑料制品的表面,使得制品表面變得很粗糙,斑斑點點。為了取得較高的表面質(zhì)量,注塑時使用模溫機加熱模具,使得塑料高分子進入制品表面,但不能達到純塑料的外觀質(zhì)量。
7 玻纖增強以后,玻纖是硬度很高的材料,助劑高溫揮發(fā)后是腐蝕性很大的氣體,對注塑機的螺桿和注塑模具的磨損和腐蝕很大,因此,生產(chǎn)使用這類材料的模具和注塑機時,要注意設備的表面防腐處理和表面硬度處理。一是對玻纖增強聚丙烯的材料改性,即采用一種超低熔融粘度的聚丙烯樹脂(樹脂熔體流動速度為300g/10min),使包裹在其中的玻璃纖維在注射成型過程中受到較小的螺桿推進剪切力,以減少玻璃纖維的長度折損,同時添加一種高結晶結構的聚丙烯樹脂來保證注射成型件的強度。通過這種樹脂共混改性,解決了材料流動性和制品強度的矛盾,經(jīng)共混改性后的長玻纖增強聚丙烯(LGFPP)的彎曲模量、彎曲強度和沖擊強度三種機械性能已與玻纖氈增強聚丙烯(GMT)的同一性能相當,其流動性也比普通的玻纖增強聚丙烯(FGPP)的流動性提高了30%。
二是對注射成型工藝的改進,即通過對螺桿的幾何形狀進行改進,如加深螺槽、加寬螺齒間距、對螺桿頭進行優(yōu)化設計以及通過擴大熱流道的方式,使玻纖增強樹脂在注射過程中得以平緩流動以降低塑化過程中樹脂承受的高剪切力,從而達到減少玻纖長度受損的目的。在使用長玻纖增強聚丙烯原料的條件下,改進型的低剪切力螺桿注塑制品所得平均玻纖長度為普通螺桿注塑制品所得平均玻纖長度的1.7倍。
這種長玻纖增強聚丙烯注射成型技術的特點是:
相對于用一般螺桿注射成型短玻纖增強高熔融粘度聚丙烯的普通工藝而言,由于玻纖受到較小的剪切力,使制品中的玻纖長度為采用普通工藝所得玻纖長度的10倍(普通工藝所得制品的玻纖長度一般為0.5mm),制品的抗沖擊強度提高了3倍,將此材料用于馬自達6型前端模塊載體,重量減輕了9kg。
樹脂中超低粘度組份的加入使之較普通玻纖增強聚丙烯和玻纖增強尼龍的成型流動性提高了30%,這可使其與多種零件相集成且具有更薄的成型厚度,從而降低了制造成本。
長玻纖的增強以及高結晶聚丙烯樹脂的加入使材料在120℃時的高溫疲勞強度為普通玻纖增強聚丙烯的2倍,甚至比以耐熱性著稱的玻纖增強尼龍高出近17%,因而這種新材料具有作為結構件所需的耐久性和可靠性。
超低粘度組份使制品表面形成厚塑料層,它可阻止玻纖暴露于制品的表面而達到美化外觀的作用,可免除普通玻纖增強塑料表面需用涂料進行處理的過程。
這種聚丙烯基材有很好的再生性,即便是再生材料也同普通玻纖增強聚丙烯具有同等的物理性能和機械性能。
作為汽車模塊載體材料,長玻纖增強聚丙烯的開發(fā)成功使之不只被應用在馬自達汽車上。近,新福特Fiesta車型前門模塊也相繼由Owens Coring汽車公司開發(fā)成功,該車門模塊集成了多種功能元件,諸如門鎖、車門玻璃升降器、揚聲器、防盜裝置等,采用的載體材料是DSM公司的牌號為StaMax P30YM240長玻纖增強聚丙烯材料。在開發(fā)該車門模塊的過程中,一些專家對注射成型用長玻纖增強聚丙烯材料的性能進行了深入的研究,特別是對該種材料的抗蠕變性能進行了研究,結果表明,長玻纖增強聚丙烯材料即使經(jīng)受100℃的高溫也不會產(chǎn)生明顯的蠕變,且比短玻纖增強聚丙烯有著更好的抗蠕變性能。
在高溫和長時間低負荷條件下,長玻纖增強聚丙烯材料不會產(chǎn)生變形,可使其制品具有良好的尺寸穩(wěn)定性,這可從批量生產(chǎn)的新福特Fiesta車型前門模塊的尺寸實測結果中得到證實。目前,隨著汽車零部件模塊化日益引起人們的重視且越來越多地得到應用,長玻纖增強聚丙烯無疑將成為一種理想的模塊載體材料,為此有人預言,LGFPP材料將成為GMT材料作為汽車模塊應用的替代品。
以聚丙烯樹脂為基材的不同纖維增強的熱塑性復合材料,無論是GMT、SR-PP還是LGFPP,它們都有著一些共同的特點,即:與金屬材料相比,它們具有密度低、重量輕、比強度高、耐腐蝕、易成型等特點;與熱固性復合材料SMC和手糊玻璃鋼相比,它們具有成型周期短、沖擊韌性好、可再生利用等特點。尤其是可再生利用的特性使得這些材料在環(huán)保要求日益嚴格的今天具有更廣闊的應用前景。
對PP材料的改性一般有增強增韌、耐候改性、玻璃纖維增強改性、阻燃改性和超韌改性等途徑。
PP作為通用塑料材料之一,具有優(yōu)良的綜合性能、良好的化學穩(wěn)定性、較好的成型加工性能和相對低廉的價格;但是PP存在著強度、模量、硬度低,耐低溫沖擊強度差,成型收縮大,易老化等缺點。因此,對其進行改性,以使其能夠適應產(chǎn)品的需求。每一種改性PP在家用電器領域和車用領域都有著大量應用。
ABS是先用在家用電器上的塑料材料之一,由于ABS樹脂價恪昂貴,逐步開發(fā)出的PP改性材料,具有成本低、重量輕、性能好等優(yōu)點;玻纖增強PP可以部分取代ABS、PBT樹脂在家用電器產(chǎn)品和汽車領域上的應用 阻燃PP塑膠原料是丙烯的高分子聚合物,它的問世較晚,直到1957年才投入工業(yè)化生產(chǎn)。由于原料豐富,在石油高溫裂化的廢氣中,含有大量的丙烯,將它收集,提純,是變廢為寶的一大舉措。PP的生產(chǎn)可采用低壓定向配位聚合,其方法有懸浮聚合,液相本體聚合,氣相本體聚合,溶液聚合等,而以懸浮聚合為主。 阻燃PP塑膠原料是丙烯的高分子聚合物,它的問世較晚,直到1957年才投入工業(yè)化生產(chǎn)。由于原料豐富,在石油高溫裂化的廢氣中,含有大量的丙烯,將它收集,提純,是變廢為寶的一大舉措。PP的生產(chǎn)可采用低壓定向配位聚合,其方法有懸浮聚合,液相本體聚合,氣相本體聚合,溶液聚合等,而以懸浮聚合為主。
PP物理性能
聚丙烯為無臭、無味的乳白色高結晶的聚合物,密度只有0. 90--"0. 91g/rm,是目前所有塑料中品種之一。
它對水特別穩(wěn)定,在水中的吸水率僅為0. O1%,分子量約8萬一15萬。成型性好,但因收縮率大(為1%~2.5%).厚壁制品易凹陷,對一些尺寸精度較高零件,還難于達到要求,制品表面光澤好,易于著色。[4]
PP力學性能
聚丙烯的結晶度高,結構規(guī)整,因而具有優(yōu)良的力學性能。聚丙烯力學性能的*值高于聚乙烯,但在塑料材料中仍屬于偏低的品種,其拉伸強度僅可達到30 MPa或稍高的水平。等規(guī)指數(shù)較大的聚丙烯具有較高的拉伸強度,但隨等規(guī)指數(shù)的提高,材料的沖擊強度有所下降,但下降至某一數(shù)值后不再變化。溫度和加載速率對聚丙烯的韌性影響很大。當溫度高于玻璃化溫度時,沖擊破壞呈韌性斷裂,低于玻璃化溫度呈脆性斷裂,且沖擊強度值大幅度下降。
PP提高加載速率,可使韌性斷裂向脆性斷裂轉(zhuǎn)變的溫度上升。聚丙烯具有優(yōu)異的抗彎曲疲勞性,其制品在常溫下可彎折106次而不損壞。
但在室溫和低溫下,由于本身的分子結構規(guī)整度高,所以沖擊強度較差。聚丙烯*的性能就是抗彎曲疲勞性,俗稱百折膠。
PP耐熱性能
聚丙烯具有良好的耐熱性,制品能在100℃以上溫度進行消毒滅菌,在不受外力的條件下,150℃也不變形。脆化溫度為-35℃,在低于-35℃會發(fā)生脆化,耐寒性不如聚乙烯。對于聚丙烯玻璃化溫度的報道值有一18qC, OqC, 5℃等,這也是由于人們采用不同試樣,其中所含晶相與無定形相的比例不同,使分子鏈中無定形部分鏈長不同所致。聚丙烯的熔融溫度比聚乙烯約提高40一50%,約為164一170℃,等規(guī)度聚丙烯 熔點為176℃