e拉挤法制备长玻纤增强PVC复合材料的研究

2006年第4期 玻璃钢／复合材料 41 水悬浮．拉挤法制备长玻纤增强PVC复合材料的研究 李长江，袁象恺，余木火 (东华大学材料科学与工程学院，上海 200051) 摘要：本文探索了长玻璃纤维增强PVC(LGF／PVC)复合材料用水悬浮-拉挤成型 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 ，针对硬质PVC难加工、易降解的特 点，对多种稳定剂进行了试验，并确定选择了有机锡类稳定剂，讨论成型温度等影响成型工艺的各种因素，运用SEM、冲击强 度、拉伸强度、弯曲强度等测试技术研究LGF／PVC复合材料的结构和性能。结果 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明，水悬浮法制备长玻璃纤维增强PVC复 合材料的拉挤成型工艺是可行的，所得的复合材料有十分优良的力学性能。 关键词：水悬浮法；拉挤成型；GF／PVC复合材料；热塑性塑料 中图分类号：TQ327．1+1文献标识码：A 文章编号：1003—0999(2006)04—0041—03 长玻璃纤维增强通用塑料可使通用塑料的 力学和热学性能的一个或多个指标达到或超过 某些工程塑料。国内外大量研究的是长玻璃纤 维增强热固性塑料。近年来，长玻璃纤维增强热 塑性复合材料也有不少研究。长玻璃纤维增强 热塑性复合材料常用的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 有溶液法、熔融法、 悬浮法等⋯。溶液法制得的产品耐溶剂性差。 熔融法由于热塑性树脂熔体粘度大，对玻纤浸渍 效果差。悬浮法则克服了以上两种方法的缺点， 树脂对玻纤的浸渍效果好。聚氯乙稀(PAC)是 第二大通用塑料，其产量仅次于聚乙烯。玻纤增 强PAC的报道不多。本文探索了水悬浮．拉挤法 制备长玻纤增强PVC(LGF／PVC)。该方法即解 决了树脂对玻纤的浸渍问题，又具有工艺设备简 单、材料制备成本低和对环境污染少等优点。 1 原料及助剂 实验用的原料和助剂主要有PVC树脂，购自 上海氯碱总厂，聚合度为1000左右，K值62，粒 径10～20微米；ACR401细粉由上海智强塑料助 剂有限公司提供，它是一种核一壳状的高分子，核 是弹性体甲基丙烯酸丁酯，壳是甲基丙烯酸甲酯 和丙烯酸乙酯的共聚物，此物质熔融流动性好， Tg温度高，有很好的分散性，是常用的PVC流动 改性剂；无碱合股无捻粗纱购自巨石集团有限公 司和PVC的稳定剂。聚氯乙稀易降解难加工，多 采用到稳定剂。据此，本文试验了9种稳定剂， 如表l所示。选择合适的稳定剂对聚氯乙稀的 成型加工十分重要。 表1稳定剂的类别 Table1Kindsofstabilizers 水悬浮法使用的助剂最好是溶于水的，或者与 PVC充分混合后能与水形成比较稳定的、粘稠度适 当的悬浮体系，以便树脂能更好地浸渍纤维。所选 用的稳定剂或其它助剂最好是极细粉末状的，粉末 颗粒最好比PVC树脂糊的颗粒小或大小相当，以达 到更好的混合。PVC的稳定剂选择要符合两个条 件：①对PVC有良好的热稳定性，能有效防止PVC 降解；②稳定剂与PVC树脂糊混合后能在水中形成 适当粘稠度的悬浮液，以便树脂糊对玻纤有良好的 浸渍效果。 选择稳定剂时将50sPvc和1．59稳定剂充分 混合均匀后，加入适量的水制成树脂糊，浸渍玻璃纤 维，晾干后置于鼓风烘箱中加热，从室温逐渐升温， 在120℃、125℃、130℃、135℃、140℃、145℃时分别 保持10min，观察PVC的颜色变化，从而确定稳定剂 的稳定效果。表2是实验结果。 收稿日期：2005—11-21 作者简介：李长江(1979一)，男，硕士研究生，主要从事复合材料和塑料的研究。 万方数据 42 水悬浮．拉挤法制备长玻纤增强PVC复合材料的研究 2006年7月 表2稳定剂对PVC的稳定性实验 Table2StabilityofstabilizersforPVC 表2中加水量是509PVC与各种稳定剂混合后 加水制成粘稠度适当的树脂县浮液。从稳定剂的稳 定效果看，Ⅱ号稳定剂最好，其次是Ⅲ号稳定剂。从 制成粘度适当的树脂糊悬浮液来看，Ⅶ号和Ⅷ稳定 剂所需水量最多。即使这个水量，所得树脂糊粘度 仍很大，流动性很差，对玻纤浸渍效果也很差。综合 考虑，Ⅱ号稳定剂是最佳选项。 2水悬浮一拉挤工艺旧J 将PVC树脂糊与有机锡类稳定剂、ACR-Z101按一定 配方充分混合均匀后制成水悬浮液。水悬浮一拉挤法制 备LGF／PVC复合材料的工艺如图1所示。 图1 水悬浮．拉挤工艺流程 Fig．1Flowchartofaqueoussuspensionpultrusionprocess i瀚麟壤糯糕鬻骥麟 工艺的关键点在于： (1)玻璃纤维质量要好，不能有断头、毛刺。 (2)PVC树脂糊粘稠度要适中，能充分浸渍玻 纤。PVC树脂与水的比例在1：1．5～1：2之间较好。 如果加水量太少，树脂体系粘稠，PVC粒子很难渗 入玻纤束内部，对玻纤的浸渍效果很差。如果加水 量太多，树脂糊体系粘度很低，虽然PVC粒子容于 渗入玻纤束内部，但是树脂含量很低。 (3)树脂槽内的树脂糊不能沉降，否则对玻纤 的浸渍会不均匀。最好采用机械搅拌而不是添加增 粘剂或其它助剂。因为它们都是有机物，其加人会 导致原本粘度适当的树脂体系粘度激增，严重影响 玻纤的浸渍效果。 (4)浸渍树脂的玻纤须经烘箱充分烘干，残留 水分影响树脂在热熔管内的熔融，并且影响后续制 品的性能。 (5)PVC是极性高分子，难熔融，熔体粘度大， 流动性差，又易降解，温度超过100℃就会逐渐释放 出HCI，所以热熔管温度控制很关键，热熔管要多段 控温。(见图2) 图2热熔管温度控制分区示意 Fig．2Sketchofmeltingtubetemperaturecontrol 为了防止热熔管产生较大的温度波动，热熔管 的加热装置的电压应是可连续调节的，90cm长的热 熔管分为6个加热控温区。所用控温仪表性能如表 3所示。热熔管的温度控制如表4。 表3控温仪表性能 Table3Typeoftemperatureinstrument 表4热熔管控温设定 Table4Temperatureofmeltingtube 表4中A、B、C区域温度高于200％。这是由于 万方数据 2006年第4期 玻璃钢／复合材料 43 LGF／PVC在热熔管内经历的时间较短(约2min)，在高 温区域经历的时间更短，PVC熔融而不降解。 (6)为了减少PVC受氧化而降解，熔融管内最 好通人惰性保护气体，例如氮气，且为了防止保护气 体影响熔融管内温度波动，最好使保护气体预热后 再通入熔融管。 (7)模口应为锥形或流线形，沿着LGF／PVC前 进的方向，模口的直径逐渐收缩，使熔融树脂受到足 够大的挤压力，以便PVC树脂与玻纤结合的更牢 固。根据实验经验得知，玻纤／PVC只有在模口处 收到挤压力，PVC才能熔融充分，呈显透明状。 (8)牵引速度要适当。太快速度会影响树脂糊 对玻纤的浸渍效果，PVC树脂在烘炉内来不及烘 干，在热熔管内熔融不充分。只有PVC树脂充分熔 融，拉挤出来的复合材料才易切粒。牵引速度太慢， PVC在热熔管内受热历时长，更易降解。 3结果与讨论 如果LGF／PVC在热熔管内充分熔融而又不降 解，所得的复合材料是无色半透明的且易切割。如 果热熔管内温度太高，或者LGF／PVC在热熔管内受 热历时太长而使PVC降解，所得的产物会呈现黄 色、红棕色甚至黑色。如果PVC树脂在热熔管内熔 图3 LGF／PVC样品 Fig．3SEMphotoofLGF／PVCcomposite 融不充分，所得的产物不易切割，呈白色，树脂不能 紧密包裹玻纤。图3是水悬浮．拉挤法制备的LGF／ PVC样品的扫描电镜照片。 从图3看出，PVC树脂是熔融的，每根玻纤都被 树脂紧密包裹。表5是PVC及玻纤含量为40％的 长玻纤增强PVC的力学性能的对比。 表5 PVC及长玻纤增强PVC的力学性能 Table5MechanicpropertiesofPVCandLGF／PVC 从表5看出，长玻璃纤维充分发挥了对PVC的 增强作用，其拉伸及弯曲性能较未增强的PVC提高 了3—4倍，冲击性能则提高了280多倍。 4结语 水悬浮-拉挤法制备LGF／PVC的工艺是可行 的。该方法解决了树脂对玻纤的浸润问题，污染少， 节能，可高效连续的生产。制得的复合材料可以二 次成型，按长度 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 进行切割，然后模压成单向的或 双取向的板状复合材料。将模口做成一定形状还可 以制得连续玻纤增强的聚氯乙烯型材。 参考文献 [1]张宏杰，张晓明，宋中健．纤维增强热塑性复合材料的预浸渍技 术发展概况[J]．玻璃钢／复合材料，1999，(4)：40埘． [2]ChangjiangLi，XiangkaiYuma，JunChen，MuhuoYu．Processre— searchofLGF／PVCcompositesbyaqueoussuspension—pultrusion [A]．Proceedingsof2005IntemationalConferenceonAdvancedFi- betsandPolymerMaterials『C]，2005． PRoCESSRESEARCHoFLoNGGLASSFⅡIERREIN卫’oRCEDPVCCoMPoSITE BYAQUEOUSSUSPENSIONPULTRUSION LIChang-jiang，YUANXiang—kai，YUMu—huo (StateKeyLabforModificationofChemicalFibersandPolymer Materials，DonghuaUniversity，Shanghai200051，China) Abstract：ThisarticleresearchestheprocessofLGF／PVCcompositesbyaqueoussuspensionpultrusion，deter- minestochooseorganicheatstabilizerthroughtestingseveralkindsofstabilizersanddiscussesthekeyfactorsofthe process．SEM，impactstrength，tensilestrengthandbendstrengthtestsareusedtocharacterizethestructureand propertiesofLGF／PVCcomposites．Theresultsshowthattheprocessisfeasibleandpropertiesofthecompositesare veryexcellent． Keywords：aqueoussuspensionpultrusion；longglassfiberreinforcedcomposite；PVC 腓露麟j、，霉觥毫{甄缝 万方数据 水悬浮-拉挤法制备长玻纤增强PVC复合材料的研究 作者： 李长江， 袁象恺， 余木火， LI Chang-jiang， YUAN Xiang-kai， YU Mu-huo 作者单位： 东华大学材料科学与工程学院,上海,200051 刊名： 玻璃钢/复合材料 英文刊名： FIBER REINFORCED PLASTICS/COMPOSITES 年，卷(期)： 2006，(4) 引用次数： 1次 参考文献(2条) 1.孙宏杰.张晓明.宋中健 纤维增强热塑性复合材料的预浸渍技术发展概况[期刊 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 ]-玻璃钢/复合材料 1999(4) 2.Changjiang Li.Xiangkai Yuan.Jun Chen.Muhuo Yu Process research of LGF/PVC composites by aqueous suspension-pultrusion 2005 相似文献(1条) 1.会议论文 李长江.陈俊.袁象恺.余木火 水悬浮法制备LGF/PVC复合材料拉挤成型工艺研究 2005 长玻璃纤维增强热塑性复合材料常用的方法有溶液法、熔融法、悬浮法等。溶液法制得的产品耐溶剂性差，熔融法由于热塑性树脂熔体粘度大，对 玻璃纤维浸渍效果差，悬浮法则克服了以上两种方法的缺点。本文就水悬浮法制备LGF/PVC复合材料拉挤成型工艺进行了研究。 引证文献(1条) 1.段召华.陈弦 长玻纤增强复合材料的浸渍技术的发展研究[期刊论文]-塑料工业 2008(z1) 本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_blgfhcl200604011.aspx 下载时间：2010年1月7日