顾金萍[1]2004年在《短玻璃纤维增强MC尼龙复合材料力学性能的研究》文中研究说明本文以己内酰胺单体为原料，在静态浇铸条件下，利用短玻璃纤维进行增强改性研究，制备出玻璃纤维增强MC尼龙复合材料(GFRMCN)。试样力学性能测试、摩擦磨损试验及显微形貌分析表明利用短玻璃纤维对MC尼龙改性可以大幅度提高基体的力学性能，并增加耐磨性。在此基础上，本文对玻璃纤维增强MC尼龙复合管材的工业生产进行了成本和可行性分析。 本文从玻璃纤维的表面处理、加入时间、长度、含量等方面探讨了影响复合材料性能的多种因素。实验发现，加入0.2％的偶联剂KH-550可以提高玻纤与尼龙基体的粘结强度，使玻纤／MC尼龙界面成为复合材料的增强环节；玻璃纤维用100目的无碱短纤维与催化剂氢氧化钠同时加入增强效果较好；改变玻璃纤维的含量对复合材料性能有很大影响，玻纤与单体己内酰胺的质量比为3：7时，复合材料综合性能达到最优，此结果与其他研究者的研究结果相一致。
刘烁[2]2014年在《矿渣微粉/玻璃纤维/尼龙6复合材料的制备及性能研究》文中研究指明在所有高分子改性方法中，填充粉体改性和填充纤维改性是在工业生产中被广泛使用的方法。填充改性的方法，一方面可以保持填料的优良性能，利用复合效应使复合材料的性能得到提高，另一方面也可以降低材料的成本。论文采用正交试验分析法，选取玻璃纤维的含量、矿渣微粉的含量、矿渣微粉的粒度为影响因素，经过共混、挤出造粒、注塑成型，制备了矿渣微粉/PA6复合材料以及矿渣微粉/玻璃纤维/PA6叁元复合材料不同的试样，并对其进行抗拉性能测试、缺口冲击性能测试、密度检测以及微观断口形貌分析。并利用抗拉性能测试和缺口冲击强度的到的数据，通过正交试验分析法和回归分析法对实验结果进行分析，得出玻璃纤维含量、矿渣微粉含量、矿渣微粉粒度对复合材料力学性能的影响水平。实验结果表明：1）对于矿渣微粉/PA6二元复合材料，当矿渣微粉含量为25wt%时，矿渣微粉/PA6复合材料具有最好的综合力学性能。与纯PA6相比，拉升强度能提高13%。2）对于矿渣微粉/玻璃纤维/PA6叁元复合材料，偶联剂对复合材料力学性能影响明显，加入偶联剂后，拉伸强度提升15.8%；冲击强度提高17.6%。当玻璃纤维含量固定为30wt%时，随着矿渣微粉的添加，冲击强度最多可以比未含矿渣微粉的复合材料提升6.1%。3）当矿渣微粉含量5wt%，玻璃纤维含量45wt%时，叁元复合材料有最优的力学性能，抗拉强度达到114.33MPa，冲击强度达到8.52KJ/m2。在力学性能提高的同时，材料成本下降30%以上。同时，密度测试表明，矿渣微粉的加入，不会使复合材料的密度产生显着变化。4）矿渣微粉含量及玻璃纤维含量对复合材料力学性能的影响较大，而矿渣微粉平均粒径对复合材料力学性能的影响较小。
张士华[3]2012年在《MC尼龙复合改性与梯度复合管制备》文中认为为进一步提高MC尼龙管材强度和耐磨性,满足航道疏浚、火力发电、冶金矿山等行业特殊使用要求,采用玻璃纤维、粉煤灰和纳米Si02叁种不同形态和尺度的增强体对MC尼龙进行复合改性,分析增强体表面处理对MC尼龙复合改性的影响,以及复合改性的增强效果与增强机理；结合材料综合性能和生产成本分析,实现两相协同增强尼龙复合材料的制备,并开展尼龙梯度复合管的制备与产业化生产。主要研究结论如下：(1)增强体表面偶联预处理是MC尼龙复合改性的关键和前提,玻璃纤维、粉煤灰和纳米SiO2叁种不同种类增强体,适用的偶联剂及其最佳用量不同。硅烷偶联剂KH-550所含氨基与聚合反应体系加入催化剂之后形成的酰亚胺结构中的羰基反应,使基体与增强体界面形成化学键结合；原状粉煤灰尺寸粗大、疏松多孔,只有在活化偶联处理后才能够均匀分散在尼龙基体中体现增强效果。(2)增强体形态对MC尼龙的增强效果具有重要影响,不同形态增强体的强化机制不同。玻璃纤维在复合材料中承载基体通过界面传递的载荷,提高材料强度和模量；粉煤灰颗粒和纳米NiO2粒子在复合材料中改变基体应力场,阻碍裂纹扩展或使裂纹改变方向,提高材料强度和塑性；30%玻璃纤维对尼龙复合材料的增强效果最明显,其拉伸强度较纯尼龙提高46.6%。(3)叁种增强体都能够有效改善复合材料的摩擦性能。玻璃纤维通过刚度和硬度的增加降低材料的摩擦系数；粉煤灰在磨损表面形成摩擦膜,有效减轻磨损；纳米SiO2粒子在磨损表面微滚动,变滑动摩擦为滚动和滑动复合摩擦,降低摩擦系数和磨损量；1%纳米SiO2对复合材料摩擦性能的改善效果最明显。(4)不同形态增强体之间对尼龙基体具有协同增强效果。玻璃纤维与粉煤灰协同增强尼龙复合材料力学性能优于单一组分改性的加和,30%玻璃纤维+10%粉煤灰协同增强尼龙复合材料拉伸强度较30%玻璃纤维复合材料强度提高7.5%,较10%粉煤灰复合材料强度提高47.4%。(5)发明了尼龙梯度复合管及其制备技术,并成功实现了产业化。10%玻璃纤维+5%粉煤灰协同复合,利用离心力场使粉煤灰颗粒沿径向由内向外呈负梯度分布,玻璃纤维呈正梯度分布,实现了内壁抗磨、外壁高强度的理想性能组合,梯度复合管耐压强度比MC尼龙管提高1倍,成本降低20%以上,成功应用于航道疏浚、火力发电、冶金矿山等行业,取得了显着的经济效益和社会效益。
孙鹏[4]2015年在《玻璃纤维增强尼龙6研究》文中进行了进一步梳理本文以聚已内酰胺(尼龙6)为原料利用硅烷偶联剂处理过的玻璃纤维进行增强改性研究制备了玻璃纤维增强尼龙6复合材料(GF/PA6)。1、采用同一处理条件分别应用KH550、KH560、KH570、KH792、DL602五种不同种类的偶联剂对玻璃纤维进行处理考察了偶联剂种类对复合材料力学性能的影响。结果表明硅烷偶联剂可以附着在玻璃纤维表面偶联剂处理液种类对处理效果有影响。不同型号的硅烷偶联剂处理后的玻璃纤维制备的复合材料的性能不同在考察的五种偶联剂中经过KH550处理的复合材料弹性模量和断裂强度最大。硅烷处理液种类对复合材料的冲击强度影响不大。2、采用同一种硅烷偶联剂KH550考察硅烷偶联剂处理液的浓度对复合材料力学性能的影响结果表明,硅烷偶联剂可以附着在玻璃纤维表面硅烷偶联剂处理液浓度对处理效果有影响。PA6/GF复合材料的弹性模量和断裂强度随玻璃纤维处理液浓度升高先增加后降低硅烷处理液浓度为1.5%时出现最大值。硅烷处理液浓度对复合材料的冲击强度影响不大。3、通过硅烷偶联剂作为连接桥梁研究了马来酸酐(MAH)接枝玻璃纤维(GF)使之生成MAH-KH570-GF与PA6共混制备了玻璃纤维增强尼龙6复合材料(PA6/GF)。考察了马来酸酐对复合材料力学性能的影响。结果表明MAH与GF发生化学反应复合材料弹性模量和断裂强度均得到提高GF表面的处理对其冲击强度影响不大。
刘淞[5]2008年在《混杂填充尼龙6复合材料机械性能研究》文中认为本文以不同粒度SiC和短玻璃纤维作为尼龙6填充改性材料,利用挤出—注射成型工艺制备尼龙6复合材料。分别在CSS—44100型电子万能试验机和M-2000型摩擦磨损试验机上考察了复合材料的力学性能和摩擦学性能。利用扫描电子显微镜(SEM)对拉伸断面和磨损表面进行观察,分析了SiC和短玻璃纤维复合材料的协同作用和机制。对尼龙6复合材料力学性能研究表明:玻纤与SiC粒子混杂填充能大幅提高PA6的拉伸强度、弯曲强度、弯曲弹性模量和硬度,但拉伸伸长率降低,综合力学性能较好,体现了两种填料的协同增强效应,其中纳米SiC有比微米SiC更好的改善效果,10%玻纤含量复合材料的综合力学性能优于20%玻纤含量复合材料。这主要归因于填料粒径的大小、填料在基体中的分散情况以及填料与树脂的结合状况。在本实验条件下,10%纳米SiC+10%玻纤+PA6复合材料具有最佳的力学性能。SEM分析表明,纳米SiC起到玻纤与树脂的连接作用,使其结合更紧密,从而填料承担了大部分载荷,使复合材料强度增大,但拉伸时出现的“韧窝”较多尺寸较小,表现为脆性断裂。同时研究了不同材料填充尼龙6复合材料在不同载荷下的摩擦磨损性能,结果表明:复合材料的磨损量均随载荷的增加不断增大,而摩擦系数随载荷增加呈现不同的变化规律。其中,玻纤与SiC混杂填充能发挥其协同效应,该类复合材料有较好的摩擦学性能,同时纳米SiC比微米SiC有更好的改善效果,不同配方的最佳性能配比如下:当玻纤含量为10%时,纳米SiC最佳含量为3%;当玻纤含量为20%时,纳米SiC最佳含量为9%,其中后者具有更优异的摩擦学性能。微观形貌分析表明:20%GF-9%纳米siC-PA6具有最佳摩擦磨损性能的原因是填料与基体结合紧密,在磨损过程中能形成稳定的转移膜,其磨损机制为低载荷下以磨粒磨损为主,高载荷下以粘着磨损为主。
董晓伟[6]2016年在《低分子量聚乙烯对PA6的改性研究》文中研究表明尼龙6(PA6)是一种非常重要的工程塑料,采用结晶改性剂可以调控其结晶结构和结晶行为,从而对最终性能有重要的影响,本文选择了低分子量聚乙烯为结晶改性剂,研究了低分子量聚乙烯对PA6的结晶结构、结晶形态、结晶行为及耐热性、力学性能、吸水率等结构与性能的影响。考察比较了与低分子量聚乙烯结构类似的直链烷烃化合物和高分子量聚乙烯对PA6的改性作用。还研究了低分子量聚乙烯对PA6填充体系的改性作用。研究结果表明:很少量的低分子量聚乙烯加入,PA6的结晶度就出现了明显的提高。当低分子量聚乙烯的加入量为0.6%的时候,PA6材料的结晶度提高16.5%,PA6中γ晶型含量最多且此时微晶尺寸最小。力学性能的测试结果表明:当低分子量聚乙烯加入量为0.6%的时候,该体系的拉伸强度和弯曲强度有所提高,同时缺口冲击强度也提高了一倍。热变形温度和吸水率的测试结果表明:当低分子量聚乙烯加入量为0.6%的时候,热变形温度提高最大,吸水率在此时也达到最小值。但是随着低分子量聚乙烯的添加量继续变大,PA6的结晶度、力学性能和热变形温度都会出现下降。通过对加入与低分子量聚乙烯结构类似的直链烷烃化合物(白油、石蜡)和高分子量聚乙烯(LDPE)的结果分析,发现只有加入低分子量聚乙烯和石蜡,PA6的拉伸强度、弯曲强度和缺口冲击强度才出现提高;而加入白油和LDPE不会对PA6的力学性能产生明显改变。热变形温度的测试结果表明:当加入白油,石蜡,低分子量聚乙烯时,PA6的热变形温度都有明显的提高,而加入LDPE会使PA6的热变形温度下降。这说明类直链烷烃结构化合物对PA6的改性效果可能和其本身的分子量大小有关系,即分子量太大或者太小都不会提高PA6的性能,只有当分子量在一定的范围内才具有明显的改性效果。低分子量聚乙烯加入PA6的填充体系时,发现其对PA6/GF有明显改性效果,当低分子量聚乙烯的添加量为0.6%时,相比于PA6/GF,拉伸强度和弯曲强度有比较明显的提高。当低分子量聚乙烯加入PA6/钛白粉填充体系时,钛白粉的添加量为2%时,材料力学性能相比PA6/低分子量聚乙烯没有明显下降;但是当钛白粉的添加量为6%时,PA6/低分子量聚乙烯的缺口冲击强度下降比较明显,所以钛白粉的用量过高会削弱低分子量聚乙烯对PA6的改性效果。
张鹏飞, 罗四海, 陈涛, 易奎, 巫龙辉[7]2013年在《浇铸(MC)尼龙改性研究进展》文中研究表明介绍了目前国内外浇铸(MC)尼龙改性的研究现状。对MC尼龙改性后的性能进行综述,主要包括力学性能、耐磨与自润滑性能及抗静电性能的改性研究成果,并展望了未来MC尼龙改性研究的发展趋势。
谢莹[8]2013年在《固体润滑剂改性PA6/GF复合材料力学与摩擦学性能研究》文中进行了进一步梳理：尼龙6(PA6)因其优异的机械力学性能、良好的耐磨性能与自润滑特性已作为摩擦材料被广泛应用于机械、石油化工等领域。然而随着工业的迅速发展,单一PA6制品已难以满足实际应用需要。通过对PA6进行改性发展PA6基复合材料可以有效提高PA6综合性能,拓展其应用领域,是目前主要研究方向之一。本论文使用双螺杆挤出成型的方法制备PA6基复合材料,首先采用玻璃纤维进行增强,研究了玻纤含量对复合材料力学与摩擦学性能的影响；在此基础上,通过固体润滑剂PTFE、石墨与UHMWPE单一或两两复合对PA6/GF-15%复合材料进行填充改性,重点研究了润滑剂填充量与配比对复合材料力学与摩擦学性能影响。利用SEM观察磨损表面形貌,探讨了复合材料的磨损机理。研究结果表明：(1)玻纤增强大幅提升了纯PA6的物理与力学性能,且随玻纤含量的增加而呈现上升趋势；同时也对材料摩擦学性能有不同程度的影响。当玻纤含量为15wt%时,复合材料的摩擦系数为0.1177,较纯PA6下降了65%；但质量磨损率有所增加。纯PA6以粘着磨损为主,而玻纤增强PA6复合材料主要发生磨粒磨损。(2)单一固体润滑剂填充改性PA6/GF复合材料时,PTFE可有效降低复合材料的摩擦系数,改性效果优于UHMWPE与石墨；当PTFE填充量为15wt%时,复合材料摩擦系数降低至0.09412,比PA6/GF降低了20%；但复合材料的摩擦稳定性与力学性能有所下降,主要磨损机理为磨粒磨损,伴随有少量粘着磨损。(3)复合固体润滑剂填充时,PTFE-UHMWPE对PA6/GF复合材料质量磨损率改性效果较优,其次是石墨-UHMWPE, PTFE-石墨较差。10wt%/5wt%PTFE-UHMWPE填充复合材料质量磨损率仅为3.65×10-8cm3/Nm,与未填充PA6/GF相比下降了62%,比纯PA6降低了44%,此时复合材料磨损机理主要为磨粒磨损,同时伴随少量粘着磨损的发生(4)在所研究固体润滑剂种类及填充量范围内,15wt%PTFE填充PA6/GF复合材料具有最低的摩擦系数,10wt%/5wt%PTFE-UHMWPE填充PA6/GF复合材料具有最低的质量磨损率,12wt%/3wt%石墨-PTFE填充PA6/GF复合材料具有最高拉伸强度,3wt%/12wt%石墨与UHMWPE填充PA6/GF复合材料则获得最高冲击强度37.4KJ/m2。
靳艳英[9]2006年在《池窑法玻纤填强PA66工艺原理及技术研究》文中进行了进一步梳理随着科学技术的进步和石油、化学工业以及材料科学的发展，塑料的应用愈来愈广泛，在国民经济生产和日常生活中占有重要地位。塑料具有质量轻、可直接模塑成型、色彩绚丽、表面光洁、韧性好、耐磨损、耐腐蚀、减震无噪声等优点，成了各行各业不可缺少的“世纪材料”。塑料作为工程材料具有很多其它材料无可比拟的优良特性，有着广阔的应用前景，在某些领域“以塑代钢”是社会发展的大趋势，可谓一个“塑料时代”即将到来。 复合材料是一种多相材料，它是由高分子材料、无机非金属材料等通过复合工艺构成的新材料。由于复合后的新材料具有复合效应，使之不仅能保持原组成材料的固有特色，而且还有新的性能，所以在世界上发展极快。 笔者在借鉴前人工作的基础上研究了短切玻璃纤维增强PA66，现已成为课题来源厂家的生产指导性理论。在本文中，作者利用池窑法生产的短切玻璃纤维增强PA66，研究了不同玻纤含量对PA66复合材料力学性能的影响；采用了不同的偶联剂对玻璃纤维进行处理，并分析比较了不同偶联剂对玻璃纤维增强PA66工程塑料的作用及其机理；作者也对一种新的玻璃纤维生产方法—池窑法进行了介绍，并就优缺点方面与传统的玻璃
潘运平[10]2003年在《柔性连续抽油杆表面防护技术研究》文中指出机械采油是国内外传统采油的主要方式，而有杆泵抽油是当今世界采油行业中应用最广泛的技术，也是迄今采油工程中一直占主导地位的举升方式。柔性连续抽油杆作为一种新型的有杆泵抽油的泵杆，在试用阶段就显示出了极强的优越性，倍受石油专家的好评。对于发展我国的陆上采油工业具有重要的意义。 柔性连续抽油杆由于使用工况的特殊性和工作环境的复杂性，存在着严重的腐蚀、磨损问题和在低温环境下表面防护涂层容易开裂等缺点，严重影响了柔性连续抽油杆的产业化进程。针对这些问题，论文对柔性连续抽油杆表面防护材料进行了一系列的研究。主要的研究成果及创新如下： (1)从柔性连续抽油杆表面防护材料存在的低温性能不好、接头易开裂等问题出发，对应用于柔性连续抽油杆表面防护的尼龙类塑料进行了基本性能研究和拉伸强度、熔融指数、冲击强度等对比试验研究。结果表明：尼龙类工程塑料PA66-1、PA6-2具有强度高、韧性好、流动性好、易加工等特点，能够满足柔性连续抽油杆的力学性能要求； (2)建立了尼龙类工程塑料(PA6、PA66)的腐蚀理论模型；对所选用的尼龙类工程塑料进行了腐蚀试验、吸水试验和耐化学药品的分析，结果表明：PA6-2、PA66-1两种材料具有很好的耐腐蚀性能；分析了多种抗热氧化稳定剂对尼龙类工程塑料的协同作用，并确定了尼龙涂层的抗氧化稳定剂； (3)分析了尼龙类工程塑料的增容改性原理，并对选定的几种柔性连续抽油杆表面防护尼龙涂层进行了大量的共混改性研究，包括与PE、PP、ABS、POE的共混改性。得出了PA6／ABS-g-MAH和PA6／POE在低温状态下具有良好的冲击韧性和延展性的结论；确定了两个柔性连续抽油杆表面防护材料配方：①尼龙6+ABS-g-MAH+M-g-MAH+抗氧剂+助剂；②尼龙6+POE+相溶剂+抗氧剂+助剂； (4)对自行研制的材料配方——尼龙6+POE+相溶剂+抗氧剂+助剂(代号为ZZ7024B)和某柔性连续抽油杆生产厂家使用的尼龙涂层(代号为JKPA)进行了摩擦磨损试验；分析了滑动速度、载荷分别对两种材料摩擦系数和磨损量的影响，并根据试验后的SEM图，结合摩擦磨损的微观形貌理论，分析了ZZ7024B和JKPA的摩擦磨损机理。结果表明：(a)ZZ7024B和JKPA的摩擦系数都随滑动速度的增大而减小，但随载荷的增大而变化很小。ZZ7024B的摩擦系数比JKPA小，最小可武汉理工大学博士研究生论文达到0.05;(b)随着载荷和速度的增大，JKPA和ZZ7O24B的磨损量也随之增大;在相同的载荷和速度条件下，JK队的磨损量大于ZZ7024B的磨损量;(c)在油田腐蚀环境中，两种材料的磨损机理有相同，也有所不同，Zz7024B主要是粘着磨损和疲劳磨损，JK队主要是粘着磨损和磨料磨损; (5)设计出了柔性连续抽油杆热挤出尼龙涂层的生产线和整绳采用热挤塑，局部采用热喷塑的工艺。并通过试验证明，该工艺是可行的，能满足生产要求。
参考文献：
[1]. 短玻璃纤维增强MC尼龙复合材料力学性能的研究[D]. 顾金萍. 南京理工大学. 2004
[2]. 矿渣微粉/玻璃纤维/尼龙6复合材料的制备及性能研究[D]. 刘烁. 华东交通大学. 2014
[3]. MC尼龙复合改性与梯度复合管制备[D]. 张士华. 南京理工大学. 2012
[4]. 玻璃纤维增强尼龙6研究[D]. 孙鹏. 长春工业大学. 2015
[5]. 混杂填充尼龙6复合材料机械性能研究[D]. 刘淞. 南京农业大学. 2008
[6]. 低分子量聚乙烯对PA6的改性研究[D]. 董晓伟. 湘潭大学. 2016
[7]. 浇铸(MC)尼龙改性研究进展[J]. 张鹏飞, 罗四海, 陈涛, 易奎, 巫龙辉. 塑料助剂. 2013
[8]. 固体润滑剂改性PA6/GF复合材料力学与摩擦学性能研究[D]. 谢莹. 中南大学. 2013
[9]. 池窑法玻纤填强PA66工艺原理及技术研究[D]. 靳艳英. 北京化工大学. 2006
[10]. 柔性连续抽油杆表面防护技术研究[D]. 潘运平. 武汉理工大学. 2003