Polyamid ist allgemein als Nylon (PA) bekannt. Sein Hauptmerkmal besteht darin, dass die Hauptkette des Polymers eine große Anzahl von Amidgruppen enthält, diese Amidgruppen leicht Wasserstoffbrückenbindungen untereinander bilden und die Kraft zwischen ihnen besteht PA-Molekülketten sind stark. Daher weist PA die Eigenschaften hoher Kristallinität, hoher Oberflächenhärte, guter chemischer Stabilität, hoher Zug- und Biegefestigkeit, Verschleißfestigkeit, Hitzebeständigkeit usw. auf.

Allerdings gibt es viele Mängel bei PA, wobei die Hauptmängel darin bestehen, dass die Temperatur und Luftfeuchtigkeit der äußeren Umgebung einen großen Einfluss auf die Schlagzähigkeit, Dimensionsstabilität und Wasseraufnahme von PA haben.

Reine PA-Materialien können in vielen Fällen den tatsächlichen Nutzungsbedarf nicht decken. Daher muss in der Regel eine Änderung in Betracht gezogen werden.

Modifizierung von PA-Materialien durch Zugabe anorganischer Modifikatoren oder Mischung mit anderen Polymeren zur Herstellung von Legierungen, die den hohen Leistungsanforderungen hoher Festigkeit, Verschleißfestigkeit, Niedertemperaturbeständigkeit usw. gerecht werden.

Im Vergleich zu organischen Modifikatoren weisen anorganische Modifikatoren eine höhere Festigkeit und thermische Stabilität auf und sind damit die Hauptmodifikatoren von PA. Zu den anorganischen Modifikatoren für die PA-Modifizierung zählen hauptsächlich anorganische Partikel wie Calciumcarbonat und Fasermaterialien wie Glasfaser (GF).

GF ist nicht nur kostengünstig, sondern weist auch eine hohe Zugfestigkeit, geringe Bruchdehnung, einen hohen Elastizitätsmodul, gute mechanische Eigenschaften, Wärmebeständigkeit und Dimensionsstabilität sowie andere Eigenschaften auf. Gf ist ein häufig verwendetes polymermodifiziertes Material mit guten Eigenschaften.

Es gibt viele Studien zur Modifikation von PA durch GF. Allerdings gibt es immer noch große Unterschiede in den mechanischen und thermischen Eigenschaften verschiedener PA/GF-Verbundwerkstoffe. Dies liegt daran, dass die Eigenschaften von PA/GF-Verbundwerkstoffen neben dem Gehalt an PA und GF auch von vielen anderen Faktoren beeinflusst werden.

Zum Beispiel die Grenzflächenkraft von GF und PA (GF-Oberflächenbehandlung, PA-Matrixmodifikation), der Durchmesser von GF, die Schneckenkombination des Extruders und der synergistische Effekt von GF und anderen anorganischen Füllstoffen.

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Basierend auf den oben genannten Faktoren werden die Einflüsse von PA/GF-Verbundwerkstoffen in diesem Artikel untersucht.


1. Der Einfluss der Grenzflächenkraft zwischen PA-Matrix und GF auf die Eigenschaften von PA/GF-Verbundwerkstoffen

1) Einfluss der Glasfaseroberflächenmodifikation auf die Eigenschaften von PA/GF-Verbundwerkstoffen

Aufgrund des großen Polaritätsunterschieds zwischen GF und PA-Harz ist die Kompatibilität zwischen beiden schlecht und die Grenzflächenkraft zwischen beiden ist schwach. Wenn es äußerer Kraft ausgesetzt wird, kann es leicht zu einer Trennung der Grenzfläche zwischen GF und PA kommen, was die verstärkende Wirkung von GF auf PA erheblich beeinträchtigt.

Daher wird die organische Oberflächenmodifikation von GF üblicherweise durchgeführt, um die Kompatibilität zwischen GF und PA, die Grenzflächenkraft zwischen GF und PA und die Dispersion von GF in der PA-Matrix zu verbessern.

Kupplungsmittel ist eine Art Verbindung mit spezieller Struktur, die über Gruppen verfügt, die mit anorganischen Materialien wie Glas, Zement, Metall und organischen Materialien wie Kunstharz interagieren können. Es kann zur Verbesserung der Verträglichkeit zwischen zwei oder mehreren Stoffen eingesetzt werden und hat ein breites Anwendungsspektrum.

Der üblicherweise für die GF-Oberflächenmodifikation verwendete Haftvermittler ist hauptsächlich Silan-Haftvermittler, darüber hinaus wird auch Titanat-Haftvermittler für die GF-Oberflächenmodifikation verwendet.

Da sich Titanat-Kopplungsmittel in Wasser leicht hydrolysieren lässt, entstehen viele Blasen und PA-Material absorbiert leicht Wasser, was die Anwendung von Titanat-Kupplungsmittel zur Modifizierung von GF in der PA-Matrix einschränkt.

*Sun Peng et al. untersuchte den Einfluss der Konzentration des Silan-Haftvermittlers Aminopropyltriethoxysilan (KH550) in wässriger Lösung und der Modifikation von GF durch verschiedene Silan-Haftvermittler (Cyanoethyltriethoxysilan, KH550 und γ-Glycidyletheroxypropyltrimethoxysilan (KH560)) auf die Eigenschaften von PA6/ GF-Komposite.

*Die Ergebnisse zeigen, dass die Eigenschaften von PA6/GF-Verbundwerkstoffen, die mit 1,5 % wässriger KH550-Lösung modifiziert wurden, am besten sind. Im Vergleich zu KH550 und KH560 sind die Eigenschaften von mit Cyanoethyltriethoxysilan modifizierten PA6/GF-Verbundwerkstoffen besser.

*Allerdings wurden die Zug-, Biege- und Schlageigenschaften von PA6/GF-Verbundwerkstoffen, die mit drei Silan-Haftvermittlern modifiziert wurden, verbessert. Dies liegt daran, dass die Oberfläche von unbehandeltem GF glatt ist und sich leicht aus der PA6-Matrix herausziehen lässt. Die Grenzflächenkraft zwischen modifiziertem GF und PA6-Matrix ist groß und der Zugquerschnitt ist verschachtelt.

Darüber hinaus handelt es sich bei dem in der Industrie üblicherweise verwendeten GF-Oberflächenmodifikator häufig um eine Mischung verschiedener Substanzen, den sogenannten Infiltrator. Gegenwärtig besteht das übliche GF-Infiltrationsmittel aus vielen Komponenten, darunter hauptsächlich Filmbildner, Haftvermittler, Schmiermittel, Antistatikmittel usw. Unter diesen bestimmt das Filmbildnermittel die Qualität des Infiltrationsmittels und ist sehr wichtig.

*Li Cuihong et al. synthetisierten einen Epoxidharz-modifizierten Polyurethan-Filmbildner zur Modifizierung von GF und stellten PA66/GF-Verbundwerkstoffe her. Die Ergebnisse zeigen, dass das modifizierte GF aufgrund der Anwesenheit einer Epoxidgruppe chemisch mit der Amidgruppe auf dem PA66-Harz reagieren kann und die Grenzflächenkraft zwischen GF und PA-Harz deutlich erhöht wird, was die mechanischen Eigenschaften und die Hydrolysebeständigkeit von PA66/ verbessert. GF-Komposit.

*GF wurde mit einem Silan-Haftvermittler modifiziert und auf PA-Verbundwerkstoffe aufgetragen, der Modifikationseffekt war jedoch gering. Daher haben Forscher in den letzten Jahren GF durch die Synthese neuer Silankopplungsmittel oder die Verwendung anderer Oberflächenmodifikatoren modifiziert und diese auf die PA-Matrix angewendet, um die Grenzflächenkraft zwischen GF und PA weiter zu verbessern.

*Liu Yuku et al. synthetisierte unter Verwendung von Cyanoethyltrichlorsilan und Essigsäureanhydrid ein neues Silankopplungsmittel (N1-A) und modifizierte damit die Oberfläche von GF.

*Unterschiedlich zur Studie von Sun Peng et al. Im Vergleich zum KH550-modifizierten PA-Verbundwerkstoff, bei dem das neue Kopplungsmittel N1-A nur 0,5 % der Oberflächenmodifikator-Behandlungslösung ausmacht, werden Zugfestigkeit, Biegefestigkeit und Biegung verbessert Modul des modifizierten PA6/GF-Komposits sind deutlich höher.

*Dies liegt daran, dass N1-A zu Essigsäure hydrolysiert wird und unter der Bedingung der Säurekatalyse weiterhin Amidgruppen und Carbonsäuregruppen gebildet werden und die erzeugten Amidgruppen Wasserstoffbrückenbindungen mit der PA6-Matrix bilden, während Carbonsäuregruppen chemisch reagieren können mit Amidbindungen in der PA6-Matrix, wodurch die Grenzflächenkraft zwischen PA-Matrix und GF verbessert wird.

Tatsächlich entstehen bei der Verwendung von Silan-Haftvermittlern flüchtige kleine Molekülverbindungen wie Methanol und Ethanol, was zu bestimmten Umweltgefahren führt.

*Basierend auf dem bionischen Prinzip der Muscheladhäsion haben Luo Kaiqiang et al. erfolgreich Dopamin auf die Oberfläche von GF durch Oxidations-/Selbstpolymerisationsverfahren auftragen. Aufgrund der Anwesenheit vieler polarer Gruppen auf der Oberfläche von Dopamin kam es zu einer starken Wasserstoffbindungswechselwirkung zwischen GF und der PA-Matrix und es bildete sich eine starke Grenzflächenkraft zwischen GF und PA.

*Die experimentellen Ergebnisse zeigen, dass die Verstärkungswirkung von GF auf PA6 besser ist als die von durch KH550 modifiziertem GF, die Methode umweltfreundlich und wirtschaftlich ist und der Herstellungsprozess einfach ist.

Zusammenfassend besteht der Hauptzweck von Haftvermittlern oder anderen Oberflächenmodifikatoren darin, die Grenzflächenkraft zwischen GF und PA-Matrix zu verbessern. Die mechanischen Eigenschaften und die Hydrolysebeständigkeit von PA/GF-Verbundwerkstoffen werden durch die Erhöhung der Grenzflächenkraft zwischen GF und PA-Matrix erheblich verbessert.

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2) Auswirkung der Nylonmatrixmodifikation auf die Eigenschaften von PA/GF-Verbundwerkstoffen

Zusätzlich zur Oberflächenmodifikation von GF kann die PA-Matrix durch Erhöhung der PA/GF-Grenzflächenkraft weiter modifiziert werden. Die Modifikation der PA-Matrix umfasst hauptsächlich das Hinzufügen von Kompatibilisatoren oder anderen Modifikatoren zur PA-Matrix. Diese Modifikatoren können die Wechselwirkungskraft zwischen PA-Matrix und GF verstärken und die mechanischen Eigenschaften von PA/GF-Verbundwerkstoffen verbessern.

*Zhou Lihua et al. fügte mit Maleinsäureanhydrid gepfropftes Ethylen-Octen-Copolymer (POE-g-MAH) zu PA6T/GF-Verbundwerkstoffen als kapazitives Zähigkeitsmittel hinzu. Die Ergebnisse zeigen, dass bei einem Gehalt an POE-g-MAH von 5 % die Zugfestigkeit von PA6T/GF-Verbundwerkstoffen um etwa 20 % und die Biegefestigkeit um 10 % erhöht wird.

Dies liegt daran, dass das Säureanhydrid an der POE-g-MAH-Kette chemisch mit der Amidgruppe an der PA66-Molekülkette und auch mit der Hydroxylgruppe an der Oberfläche von GF reagieren kann, wodurch die Grenzflächenkraft zwischen GF erhöht wird und PA66.

Die Oberfläche von GF im PA6T/GF/POE-g-MAH-Verbundwerkstoff mit starker Grenzflächenkraft ist rau, was darauf hindeutet, dass die Bindung zwischen GF und PA-Harz gut ist. Die GF-Oberfläche ist glatt und lässt sich im Verbundabschnitt mit geringer Grenzflächenkraft leicht herausziehen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Kompatibilisatoren die mechanischen Eigenschaften von Verbundwerkstoffen verbessern, indem sie die Wechselwirkungskraft zwischen GF und PA erhöhen.

Zusätzlich zu Kompatibilisatoren können einige Fließmodifikatoren auch die Grenzflächenkräfte zwischen PA-Matrix und GF verbessern.

*Dohyun et al. stellte drei Fließmodifikatoren HMDA, DMDA und MCHA unter Verwendung von Hexandiamin, Dodecamethylendiamin, 4,4'-Methylenbis(cyclohexanamid) bzw. Fettsäuren zur Modifizierung von PA66/GF-Verbundwerkstoffen her.

*Die Zugabe von Fließmodifikator verbessert nicht nur die Fließfähigkeit von PA66/GF-Verbundwerkstoffen, sondern erzeugt aufgrund der Anwesenheit einer Amidbindung in der Hauptkette des Fließmodifikators auch Wasserstoffbrückenbindungen sowohl mit PA66 als auch mit GF, wodurch die Grenzfläche erhöht wird Kraft zwischen GF und PA66-Matrix und verbessert die Dispersion von GF in der PA66-Matrix. Die Zugfestigkeit und der Biegemodul von PA66/GF-Verbundwerkstoffen werden verbessert.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Wechselwirkungskraft zwischen GF und PA-Matrix durch Modifizieren sowohl der GF-Oberfläche als auch der PA-Matrix verbessert werden kann, wodurch die Dispersion von GF in der PA-Matrix verbessert und die mechanischen Eigenschaften von PA/GF-Verbundwerkstoffen verbessert werden.

2. Der Einfluss des GF-Durchmessers auf die Eigenschaften von PA/GF-Verbundwerkstoffen

Neben der Grenzflächenkraft zwischen PA-Matrix und GF sind auch die Eigenschaften von GF ein wichtiger Faktor, der die Eigenschaften von PA/GF-Verbundwerkstoffen bestimmt. Zum Beispiel der Durchmesser von GF, wie Größe, Festigkeit, Modul und andere mechanische Eigenschaften. Derzeit ist der Unterschied zwischen der Festigkeit und dem Modul von GF auf dem Markt gering und der Durchmesser von GF groß. Es hat sich gezeigt, dass der Durchmesser von GF einen großen Einfluss auf die Eigenschaften von PA/GF-Verbundwerkstoffen hat.

*Die Kontaktflächen zwischen GF und PA66-Harz mit unterschiedlichen Durchmessern (15, 13, 11 und 10 µm) wurden theoretisch von Zhijian Zhang et al. berechnet. Die Ergebnisse zeigen, dass das Verhältnis der Kontaktfläche zwischen GF und PA66-Matrixharz 1:1,1 – 1,3 – 1,5 beträgt.

*Die experimentellen Ergebnisse zeigen, dass die Zugfestigkeit und Schlagfestigkeit von PA66/GF-Verbundwerkstoffen mit zunehmender Kontaktfläche zwischen GF und Matrix zunehmen. Dies liegt daran, dass die Grenzflächenkraft zwischen ihnen umso größer ist, je größer die Kontaktfläche zwischen GF und PA-Harz ist. Darüber hinaus wird die GF-Oberfläche mit zunehmendem GF-Durchmesser glatter und der „Scharniergrad“ mit dem Harz nimmt ab.

*Tang Youqian et al. untersuchten die Leistungsunterschiede von PA6/30 % GF-Verbundwerkstoffen mit unterschiedlichen GF-Durchmessern. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt. Wie aus Tabelle 1 ersichtlich ist, ist die Zugfestigkeit, Biegefestigkeit und Biegung umso höher, je kleiner der GF-Durchmesser ist Modul und Schlagzähigkeit des Materials und desto höher ist die Schmelzfließgeschwindigkeit. Wenn der Durchmesser von GF jedoch weniger als 10 µm beträgt, erhöht sich der Preis erheblich, die Kostenleistung ist gering und der tatsächliche Nutzungswert ist gering.

3. Der Einfluss der Schraubenkombination auf die Leistung von PA/GF-Verbundwerkstoffen

Neben den oben genannten PA/GF-Verbundkomponenten ist auch die Verarbeitungstechnologie einer der Faktoren, die die Leistungsfähigkeit von PA/GF-Verbundwerkstoffen bestimmen. Unter ihnen ist die Schneckenkombination zur Herstellung eines PA/GF-Verbundextruders am einflussreichsten.

Dies liegt daran, dass die Schraubenkombination weitgehend die Länge und Verteilung von GF in der PA-Matrix bestimmt. Die Ergebnisse zeigen, dass bei einer Länge von GF in der PA-Matrix von 300 bis 400 µm die verstärkende und zähmachende Wirkung von GF auf die PA-Matrix besser ist und die verstärkende und zähmachende Wirkung von zu langem oder zu kurzem GF auf die PA-Matrix schlecht ist.

Dies liegt daran, dass zu kurzes GF die Matrix nur schwer durchdringen kann und zu langes GF sich nur schwer gleichmäßig in der PA-Matrix verteilen lässt. Abhängig von der Wirkung der Schraube hat die Scherkraft der Schraube einen großen Einfluss auf die Länge des GF. Die Schneckenkombination aus GF-verstärktem Polymer besteht aus einem Zufuhrabschnitt, einem Schmelzabschnitt, einem zweiten Zufuhrabschnitt, einem Mischabschnitt und einem Auslassabschnitt, wobei die Länge von GF hauptsächlich durch den Mischabschnitt beeinflusst wird.

Um die richtige Länge des GF und seine gute Verteilung in der PA-Matrix zu erreichen, kann die Scherkapazität der Schnecke angepasst werden, indem die Anzahl der Maschenblöcke erhöht oder verringert und die Position der Maschenblöcke in der Schnecke angepasst wird. Die spezifische Schneckenkombinationsmethode sollte entsprechend der Modellnummer des Extruders, dem Verhältnis von Schneckenlänge zu Durchmesser und anderen Faktoren bestimmt werden.

Neben Eingriffsblöcken sind bei der Herstellung von PA/GF-Kompositen auch speziell geformte Gewindeelemente wie Zahnplatten und Umkehrzahnplatten wirksam. Das Zahnradscheibenelement kann die Verteilung von GF verbessern und seinen Verschleiß an GF verringern.

Unter anderem werden durch die Öffnung der Spiralkante des SME-Zahnscheibenelements dessen Förderkapazität und Dekompressionskapazität verringert und der Füllgrad des Materials in der Spiralnut erhöht, was die Verweilzeit verlängert das Material. Daher wird das Zahnplattenelement in der Schraubenkombination verwendet und die Zugfestigkeit, Biegefestigkeit und Schlagfestigkeit des PA66/GF-Verbundwerkstoffs werden deutlich verbessert.

*Chen Baiquan et al. entwarf drei Schneckenkombinationen für den Mischabschnitt des Extruders, um PA6-Verbundwerkstoffe mit hoher GF-Füllung herzustellen.
Die Ergebnisse zeigen, dass durch die Verwendung von 1 Satz dick kämmender Blöcke und 1 Satz SME-Zahnmischungselementen und der Hinzufügung von 2 Sätzen dünn kämmender Blockschneckenkombinationen in Kombination mit der zweiten Seitenzuführung, die GF hinzufügt, die Dispersionsgleichmäßigkeit von GF in Das vorbereitete PA6/GF-Verbundmaterial ist besser und die Länge liegt zwischen 300 und 500 µm. Die mechanischen Eigenschaften von PA6/GF-Verbundwerkstoffen werden deutlich verbessert.

*Jiang Zhaoyin et al. wendete die umgekehrte Zahnplatte zur Vorbereitung der PA66/GF-Verbundschraube an und entwarf eine Vielzahl von Schraubenkombinationen.
Die Untersuchungen zeigen, dass die umgekehrte Zahnplatte im Vergleich zum Eingriffsblock nicht nur PA66 und GF gleichmäßig mischen und die Fördereffizienz verbessern kann, sondern auch die Scherfestigkeit der Schnecke angemessen reduzieren und den Verschleißgrad von GF unter geschmolzenem Material verringern kann Scherung, stellen die Länge und Integrität von GF sicher, reduzieren die Defekte des PA66/GF-Verbundmaterials und verbessern die mechanischen Eigenschaften des Verbundmaterials.

Der obige Forschungsstand zeigt, dass PA/GF-Verbundwerkstoffe mit besserer Leistung durch die Verwendung der Schraubenkombination aus Eingriffsblock, Zahnplatte und umgekehrten Zahnplattenelementen erhalten werden können. Gleichzeitig hängt die Schraubenkombination eng mit der Vorschubposition von GF zusammen, und die relativen Positionen der Eingriffsblock-, Zahnplatten- und Umkehrzahnplattenelemente müssen entsprechend dem Vorschubmodus von GF angepasst werden, um die beste Schraube zu erzielen Scherung.

4. Die Wirkung der synergistischen Wirkung von GF und anderen anorganischen Füllstoffen auf die Eigenschaften von PA-Verbundwerkstoffen

GF spielt offensichtlich eine Rolle bei der Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von PA, macht aber auch die PA-Matrix spröde und die Probe scheinbar schlecht.

Anorganische Nanopartikel haben eine große spezifische Oberfläche und viele aktive Stellen auf der Oberfläche und können durch verschiedene Arten von Tensiden modifiziert werden, um ihre Kompatibilität mit PA-Materialien zu verbessern. Beispielsweise können die modifizierten anorganischen Nanopartikel chemisch mit den Amidgruppen von PA-Materialien reagieren und eine gute Grenzflächenkraft erzeugen, die viel größer ist als die Van-der-Waals-Kraft.

Gleichzeitig haben anorganische Füllstoffe verschiedene Formen, wie z. B. körnig, flockenförmig, faserig usw., und unterschiedliche Formen anorganischer Füllstoffe haben unterschiedliche Modifikationseffekte. Daher können die anorganischen Füllstoffe die Leistungsmängel von PA/GF-Verbundwerkstoffen verbessern, und die synergistische Modifikation von PA durch anorganische Füllstoffe und GF kann die Leistung von PA/GF-Verbundwerkstoffen weiter verbessern.

In PA/GF-Verbundwerkstoffen werden häufig flockenförmige anorganische Füllstoffe, einschließlich Talkumpuder und Montmorillonit, verwendet.

*Yang Zhen et al. untersuchten die Auswirkung des Verhältnisses von Talk und GF auf die mechanischen Eigenschaften von PA66-Verbundwerkstoff.

*Die Ergebnisse zeigen, dass im Vergleich zu reinem PA66, PA66/30 % Talkumpuder und PA66/30 %GF die Zug-, Biege- und Schlagfestigkeit der Verbundwerkstoffe deutlich verbessert werden, wenn das Massenverhältnis von PA66/Talkum/GF 70/5 beträgt /25.

Dies liegt daran, dass Talk und GF gleichmäßig in der PA66-Matrix dispergiert sind. Wenn das Material einer Belastung ausgesetzt wird, führt die Spannungskonzentration der Talkpartikel zur Verformung der PA-Matrix und zur Bildung von Silberlinien, die eine große Menge an Verformungsarbeit absorbieren.

Darüber hinaus sorgt die mehrachsige Ausrichtung von GF entlang des lamellaren Talks dafür, dass das „Skelett“ von GF einer größeren Belastung standhält. GF und Talk bringen ihre jeweiligen Vorteile voll zur Geltung. Daher kann der synergistische Verstärkungseffekt von GF und anorganischem Füllstoff auf der PA-Matrix durch entsprechende Zugabe realisiert werden. Dieses Phänomen wurde auch in der Studie von Shen Chao et al. zur Herstellung von geschäumten PA6/GF/Talk-Verbundmaterialien bestätigt.

Gleichzeitig hat Talk eine schmierende Wirkung, kann das Phänomen der schwebenden Fasern bei Verbundwerkstoffen reduzieren und die Verformung von Injektionsproben hemmen. Wenn das Massenverhältnis von PA66/GF/Talk 70/10/20 beträgt, werden die scheinbaren Eigenschaften des Verbundwerkstoffs deutlich verbessert.

*Darüber hinaus haben Hu Jin et al. verwendeten organischen Montmorillonit (OMMT) zur Co-Modifizierung von PA66 mit GF. Die Ergebnisse zeigen, dass bei einem Massenverhältnis von PA66/GF/MMT von 100/25/7 die Zugfestigkeit, Biegefestigkeit und Schlagfestigkeit von PA66/GF/OMMT-Verbundwerkstoffen den Maximalwert erreichen, der besser ist als der von PA66-Verbundwerkstoffen mit der Zugabe von GF oder OMMT allein.

*Dies liegt daran, dass die OMMT-Schicht abgestreift und gleichmäßig in der PA66-Matrix verteilt wird und OMMT als Keimbildner in der PA66-Matrix fungiert, was die Kristallinität von PA66 und damit die Festigkeit des Verbundwerkstoffs verbessert .

Zusätzlich zu flockigen anorganischen Füllstoffen wurden in einigen Studien nadelförmige anorganische Füllstoffe und GF zur Co-Modifizierung von PA verwendet.

*Ma und seine Kollegen stellten PA6/GF/Wolastonit-Verbundwerkstoffe durch Schmelzmischen her, was die Zugfestigkeit und Biegefestigkeit der Verbundwerkstoffe verbesserte und auch die Oberflächeneigenschaften von GF-verstärktem PA6 verbesserte.

*GF kann PA6 deutlich verbessern, während Wollastonit die Schrumpfung des Verbundwerkstoffs verringern kann. Wenn die Gesamtmenge an Wollastonit und GF 30 % beträgt (das Massenverhältnis von Wollastonit zu GF beträgt 1â¶2), sind die mechanischen Eigenschaften und Oberflächeneigenschaften des Materials besser.

Alle oben genannten Studien zeigen, dass der PA/GF-Verbundwerkstoff mit flockenförmigen oder nadelförmigen anorganischen Füllstoffen und GF modifiziert werden kann, was zu besseren mechanischen und scheinbaren Eigenschaften von PA/GF-Verbundwerkstoffen führen kann. Daher ist die synergistische Modifikation von PA durch anorganische Füllstoffe und GF zu einer wichtigen Forschungsrichtung für PA/GF-Verbundwerkstoffe geworden.

5. Fazit

Zusammenfassend zeigt die vorhandene Literatur, dass die Grenzflächenkraft zwischen GF und PA durch GF-Oberflächenmodifikation und PA-Matrixmodifikation verbessert werden kann, die Dispersion von GF in der PA-Matrix verbessert werden kann und die mechanischen Eigenschaften und die Hydrolysebeständigkeit von PA/GF-Verbundwerkstoffen verbessert werden können verbessert werden kann. Je kleiner der Durchmesser von GF ist, desto besser sind die mechanischen Eigenschaften von PA/GF-Verbundwerkstoffen, aber je kleiner der Durchmesser von GF, desto höher.

Die mechanischen Eigenschaften von PA/GF-Verbundwerkstoffen können durch den rationellen Einsatz von zahnförmigen Scheiben oder umgekehrt zahnförmigen Scheiben und Eingriffsblöcken erheblich verbessert werden. Die mechanischen Eigenschaften von PA-Verbundwerkstoffen, die durch andere anorganische Füllstoffe und GF modifiziert wurden, sind besser als diejenigen, die nur durch GF modifiziert wurden. Darüber hinaus können andere anorganische Füllstoffe das Flotationsphänomen von GF in der PA-Matrix verbessern und bessere scheinbare Eigenschaften erzielen.

Derzeit sind die Hauptforschungsrichtungen von GF-modifizierten PA-Verbundwerkstoffen Verstärkung, Zähigkeit, Hitzebeständigkeit, Dimensionsstabilität usw. In der Zukunft sind die Forschungsrichtungen von GF-modifizierten Nylon-Verbundwerkstoffen wie folgt:

(1) GF-Oberflächenmodifikatoren optimieren, sich auf die Entwicklung neuer und effizienter Oberflächenmodifikatoren konzentrieren, die Grenzflächenkraft zwischen Matrix und GF weiter verbessern, die Dispersion von GF in der PA-Matrix verbessern und PA/GF-Verbundwerkstoffe mit höheren mechanischen und thermischen Eigenschaften erhalten Eigenschaften.

(2) Suchen Sie nach besseren Fließhilfsmitteln, um die Verarbeitungsfließfähigkeit von PA/GF-Verbundwerkstoffen zu verbessern und den Abbau der PA-Matrix während der Verarbeitung zu verringern.

(3) Optimieren Sie die synergistische Modifikation von PA durch andere anorganische Füllstoffe und GF, klären Sie den synergistischen Mechanismus von GF und anorganischen Füllstoffen, verbessern Sie die Leistung von PA/GF-Verbundwerkstoffen und erweitern Sie den Anwendungsbereich von PA/GF-Verbundwerkstoffen.