CN101288989A - Pa6/pp共混复合材料周期性冷压诱导流动成型方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种PA6/PP共混复合材料周期性冷压诱导流动成型方法,包括如下步骤:1.常规方法制备PA6/PP共混复合材料样条,组分以质量百分比计,PA6∶PP分别为35∶65和20∶80。2.对所述PA6/PP共混复合材料样条,置于模具中,在温度80-120℃,压力5-10GPa条件下,通过平板硫化机,交替地进行施压-松弛作用,每次加压和松弛时间分别为1-10秒,持续300-900秒。本发明的优点为:使得材料内部形成片状分层结构,提高了材料的力学性能,拓展了PA6/PP的应用领域;由于低温操作,加工过程中不发生材料降解,所以材料可多次循环加工使用;设备简单。
Description
技术领域
本发明涉及一种PA6/PP共混复合材料周期性冷压诱导流动成型方法,属于高分子材料物理及其加工领域。
背景技术
尼龙PA6是一种高档热塑性树脂,是制造化学纤维和工程塑料优良的聚合材料。它具有机械强度高、刚性大、改性好、增强性强的特点,是国际上产量最大、应用最广的工程塑料之一。聚丙烯塑料PP由于其低密度、价格低廉、易成型加工的特点而得到广泛的应用,但在工程材料及结构性材料领域则由于其实际强度(尤其是冲击强度)低而应用较少。这二组分的结合,优势互补,使PA6/PP的共混复合材料具有优良的综合性能。
据报道,近年来,美国麻省理工学院(MIT)Anne M.Mayes教授对polystyrene-block-poly(n-butylacrylate)(PS-b-PBA)、polystyrene-block-poly(2-ethylhexyl acrylate)(PS-b-PEHA)和PEHA/PS core-shell作了冷压研究,发现这些嵌段共聚物在压力的作用下,能够产生像熔体一样的流动,从而可以成型。这种类似于金属锻压成型的方法,由于是在远低于熔点的温度下成型,避免了聚合物在高温下的降解,不会损伤聚合物的性能,因此材料可以多次循环加工使用。但是未见PA6/PP共混复合材料周期性冷压诱导流动成型报道。
目前,PA6/PP共混复合材料的加工方法主要是采用挤出成型、注塑成型等方法进行成型加工。但是这些成型工艺大都是通过把PA6/PP的共混复合材料加热到熔融状态,然后进行成型,再进行冷却定型,导致材料的理化性能下降。
发明内容
本发明的目的是提供一种提高注塑成型的PA6/PP共混复合材料力学性能的周期性冷压诱导流动成型方法。
为了达到上述目的,本发明的技术方案是利用PA6/PP共混复合材料中的不同高分子链段有不同的玻璃化温度,因而具有不同的流变性能之特点,使得PA6/PP共混复合材料在不同温度和不同压力作用下,在成型材料中产生抗冲击的片状微观结构,以提高材料的力学性能。
本发明所提供的方法包括下列步骤:
1.常规方法制备PA6/PP共混复合材料样条,组分以质量百分比计,PA6∶PP分别为35∶65和20∶80。
2.对所述PA6/PP共混复合材料样条,置于模具中,在温度80-120℃,压力5-10GPa条件下,通过平板硫化机,交替地进行施压-松弛作用,每次加压和松弛时间分别为1-10秒,持续300-900秒。
本发明的优点为:
1.使得材料内部形成片状分层结构,提高了材料的力学性能,拓展了PA6/PP的应用领域;
2.由于低温操作,加工过程中不发生材料降解,所以材料可多次循环加工使用;
3.设备简单。
附图说明
图1-图6为对应实施例1-6的材料拉伸断面扫描电镜相片。
图7-图12为对应实施例1-6的应力-应变曲线图。
图7-图12中,A表示经过本发明工艺步骤的材料应力-应变曲线,B表示未经过本发明工艺步骤的材料应力-应变曲线。
具体实施方式
以下结合实施例进一步阐述本发明。
常规方法如双螺杆注塑成型制备PA6/PP共混复合材料样条,组分以质量百分比计,PA6∶PP分别为35∶65和20∶80。对所述PA6/PP共混复合材料样条,在温度80-120℃,压力5-10GPa条件下,交替地进行施压-松弛作用,每次加压和松弛时间分别为1-10秒,持续300-900秒。
实施例1-6采用上述步骤所示的方法,其材料组分、工艺条件以及对应的扫描电镜相片和应力-应变曲线图如下面表格所示:
实施例 | PA6∶PP | 压力(GPa) | 温度(℃) | 加压时间(s) | 松弛时间(s) | 总时间(s) | 附图说明 | 附图说明 |
1 | 20∶80 | 5.5 | 115 | 1 | 1 | 850 | 图1 | 图7 |
2 | 20∶80 | 9.6 | 82 | 10 | 5 | 600 | 图2 | 图8 |
3 | 20∶80 | 7.7 | 100 | 5 | 10 | 350 | 图3 | 图9 |
4 | 35∶65 | 5 | 120 | 5 | 5 | 900 | 图4 | 图10 |
5 | 35∶65 | 10 | 80 | 10 | 5 | 650 | 图5 | 图11 |
6 | 35∶65 | 7.5 | 105 | 2 | 10 | 300 | 图6 | 图12 |
从图1-6扫描电镜相片中可以清晰地看到,材料的微观结构呈片状,正是经过周期性冷压诱导流动成型,形成的片状结构导致其材料力学性能的提高。
图7-12为实施本发明周期性冷压诱导流动成型方法前后,分别对每个实施例中使用的相同材料进行拉伸试验,得到对应的应力-应变曲线图。从图中可以清晰地看到,对于相同的应变百分比ε/%,曲线A上的对应应力数值σ/MPa远大于曲线B上的对应应力数值σ/MPa,这表明材料的力学性能大有提高。
所使用的试验设备为日本岛津株式会社AGS-500ND型通用材料试验机,拉伸速度为50mm/min。
Claims (1)
1.一种PA6/PP共混复合材料周期性冷压诱导流动成型方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)常规方法制备PA6/PP共混复合材料样条,组分以质量百分比计,PA6∶PP分别为35∶65和20∶80,
(2)对所述PA6/PP共混复合材料样条,置于模具中,在温度80-120℃,压力5-10GPa条件下,通过平板硫化机,交替地进行施压-松弛作用,每次加压和松弛时间分别为1-10秒,持续300-900秒。
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CN106289932A (zh) * | 2016-08-31 | 2017-01-04 | 莱州市蔚仪试验器械制造有限公司 | 一种金相试样镶嵌方法 |
CN112895269A (zh) * | 2021-02-04 | 2021-06-04 | 华南理工大学 | 一种聚合物循环动态力场压力成型方法 |
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