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塑料增強材料

標籤:塑料增強材料

增強材料就像樹木中的纖維,混凝土中的鋼筋一樣。纖維的力學性能決定了複合材料的性能。複合材料中的增強材料就其形態而言,主要有纖維及其織物、晶須和顆粒。就其組成的性質而言又可分為有機增強材料、金屬增強材料和無機非金屬增強材料。為了使得複合材料既輕又強、既輕又不易變形(即比強度和比模量高),在一些民用領域,尤其是要求專門性能如耐磨損性能的部件中,一般選用價廉物美的顆粒作為增強材料。

1材料分類

玻璃纖維
玻纖能夠添加在多種樹脂中,如PP、PA和PET/PBT等。據估計,汽車引擎內部和冷卻系統的應用至少佔據了增強塑料的1/2。另一個玻纖增強熱塑性塑料的應用領域是電子電氣行業,如連接件、電器外殼和電動工具等。建築領域是玻纖增強熱塑性塑料的新應用領域,如活動房等。在風能市場,玻纖增強熱固性塑料的應用逐漸增長。研究表明,在此領域也開始使用玻纖增強熱塑性塑料。
芳綸纖維
芳綸纖維最初是用在高溫工程塑料中,如PA、PBT、PC或SEBS等,主要應用領域包括汽車和電子電氣。芳綸纖維的主要用途是提高複合材料的耐磨損性能,因此可用於襯套、軸承和齒輪上。芳綸纖維增強的複合材料重量較輕,因此特別適用於汽車和電子電氣等領域。Twaron公司最近推出了PET和PU基芳綸纖維複合材料。

碳纖維

碳纖維最初多應用於熱固性塑料中,如航空航天領域,現在碳纖維也添加到熱塑性塑料中。對於熱塑性塑料,人們主要利用碳纖維的導電性和強度。目前碳纖維的供應比較緊張,但是碳纖維供應商,如Hexcel、Toray和Cytec已經宣布要擴充產能。碳纖維的短缺也促使設計者採用其他技術,如納米材料、玻纖、芳綸纖維以及不鏽鋼纖維等。

2納米材料

PolyOne公司使用納米黏土製成了複合材料,其韌性和硬度比傳統的礦物填料複合材料高,而重量卻比玻纖複合材料輕。納米複合材料可用於生產汽車內飾件和外飾件、空氣調節系統、成套設備以及一些工業零配件。在這些應用中,納米複合材料完全不遜於玻纖增強塑料。GE塑料公司的HMD技術(高模量)採用非黏土納米材料增強了複合材料的模量,同時降低了CTE係數(熱膨脹係數)。這種材料重量較輕,可用於注射成型汽車部件。
在增強塑料中,碳納米管(CNT)材料的應用逐漸多了起來。碳納米管是一種導電石墨中空管,其尺寸比碳纖維小數千倍,能夠使材料在較低的添加量下獲得較高的增強性能。RTP公司的碳納米管具有更均一的表面傳導性能。經碳納米管增強的複合材料可在低溫條件下進行薄壁成型,從而減輕製品的重量。
長玻纖PP具有以下幾個比較典型的優勢:
一、纖維長度長(在制品中纖維長度可達3mm以上)分佈均勻,可形成三維網路結構,綜合力學性能強。
1)彎曲和拉伸強度均提高30-100%;
2)抗衝擊性提高2-3倍(表現為衝擊強度提高2-3倍);
3)抗高溫蠕變性優異,低溫衝擊強度高,適合使用於高低溫交變頻繁場合;
4)尺寸精準度高,縱橫收縮率小且一致;
5)成型簡單,可注塑或模壓成型;
6)低翹曲,玻纖外露少,表面性能好
二、變形性小,有利於汽車零配件的設計與應用。
三、耐疲勞性能優良
四、流動性能小,模塑成型性能好
五、可循環回收重複使用,綠色環保
聚丙烯的成型加工性好,成型的方法很多,如注塑、吹塑、真空熱成型、塗覆、旋轉成型、熔接、機加工、電鍍和發泡等,並可在金屬表面噴塗。其中注塑成型的比 例大,注塑溫度在180~200之間,注塑壓力在68.6~137.2MPa,模具溫度為40~60℃。預乾燥溫度在80℃左右。應避免PP長時間與金屬 壁接觸
聚丙烯的二次加工性很好,其印刷性比聚乙烯好,照相凸版,膠版、平凹板等印刷方法均可使用,要獲得良好的良好的耐熱、耐油、耐水等要求的印刷性能,須經電暈放電處理等再行印刷。
產品說明
30% Glass Fiber Reinforced, Chemically Coupled, UV Stabilized, Polypropylene Copolymer, Black, Extrusion Grade
總體

材料狀態
已商用:當前有效
資料
Technical Datasheet (English)
Processing (English)
Search for UL Yellow Card
RheTech, Inc.
供貨地區
北美洲
填料/增強材料
玻璃纖維增強材料, 30% 填料按重量
添加劑
紫外線穩定劑
性能特點
化學耦合
抗紫外線性能良好
外觀
黑色
加工方法
擠出
物理性能
額定值
單位制
測試方法
比重
1.12
g/cm3
ASTM D792
熔流率 (230°C/2.16 kg)
1.2
g/10 min
ASTM D1238
硬度
額定值
單位制
測試方法
硬度計硬度 (邵氏 D)
75

ASTM D2240
機械性能
額定值
單位制
測試方法
抗張強度
62.1
MPa
ASTM D638
彎曲模量 - 正切
5170
MPa
ASTM D790
衝擊性能
額定值
單位制
測試方法
懸壁梁缺口衝擊強度 (23°C)
150
J/m
ASTM D256
落錘衝擊
1.69
J
ASTM D5420
熱性能
額定值
單位制
測試方法
熱變形溫度


ASTM D648
0.45 MPa, 未退火
156
°C

1.8 MPa, 未退火
135
°C

補充信息
額定值
單位制
測試方法
Reinforcement Content
30
%
ASTM D5630
注射
額定值
單位制

乾燥溫度
65.6 到 82.2
°C

乾燥時間
1.0 到 2.0
hr

建議的最大水分含量
0.050
%

螺筒後部溫度
188 到 216
°C

螺筒中部溫度
193 到 221
°C

螺筒前部溫度
199 到 227
°C

射嘴溫度
204 到 216
°C

模具溫度
26.7 到 48.9
°C

注塑溫度
2.76 到 10.3
MPa

注射速度
中等偏慢


保壓
2.07 到 8.27
MPa

背壓
0.00 到 0.345
MPa

螺桿轉速
50
rpm

合模力
2.8 到 3.4
kN/cm2

注射說明
Cycle Time: Variable - Wall thickness dependent
Drying is Optional
Screw recovery 3 seconds before mold opens
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