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長(zhǎng)玻纖與短玻纖改性尼龍的性能及應(yīng)用優(yōu)勢(shì)對(duì)比

來源: 時(shí)間:2022-06-07 次數(shù):

從普通消費(fèi)品到耐用消費(fèi)品,塑料在日常生活中無處不在。為了提高塑料的強(qiáng)度,熱塑性材料通常通過玻纖或者碳纖維增強(qiáng)。面對(duì)高載荷下以及高溫低溫工況下的沖擊應(yīng)力,普通短玻纖材料往往無法匹配,在這種情況下,聚合物開始軟化或變脆,長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚合物應(yīng)運(yùn)而生。

  從普通消費(fèi)品到耐用消費(fèi)品,塑料在日常生活中無處不在。為了提高塑料的強(qiáng)度,熱塑性材料通常通過玻纖或者碳纖維增強(qiáng)。面對(duì)高載荷下以及高溫低溫工況下的沖擊應(yīng)力,普通短玻纖材料往往無法匹配,在這種情況下,聚合物開始軟化或變脆,長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚合物應(yīng)運(yùn)而生。(上圖左為短玻纖,右為長(zhǎng)玻纖)

  長(zhǎng)玻纖改性PP材料的生產(chǎn)工藝并不復(fù)雜,市面上也有很多的材料廠商有能力實(shí)現(xiàn)。

  然而長(zhǎng)玻纖改性尼龍的技術(shù)含量非常之高,即使在全球范圍內(nèi),也屈指可數(shù)。

  那么長(zhǎng)玻纖與短玻纖的尺寸差異以及應(yīng)用優(yōu)勢(shì)是什么呢?

  尺寸差異

  普通玻纖的尼龍粒子:

  大小尺寸約為3-4mm,長(zhǎng)寬比50-250

  長(zhǎng)玻纖的尼龍粒子:

  大小尺寸約為10-12mm,長(zhǎng)寬比>400

  另外,兩種粒子中玻纖的分布也不同。

  基礎(chǔ)剛性更優(yōu)

  如上圖,PA GF 50 natural (2916)是一款基于PA66合金的50%短玻纖材料,PA LGF 50 natural (5504)是對(duì)應(yīng)的50%長(zhǎng)玻纖材料,從物性的對(duì)比上可以看到剛性,強(qiáng)度,模量都有了一定的提升,尤其是缺口沖擊性能得到了質(zhì)的飛躍。

  力學(xué)性能更好

  如上圖,在高溫150℃,5000個(gè)小時(shí)的熱老化后,長(zhǎng)玻纖材料的拉伸強(qiáng)度從290Mpa下降到了210Mpa,而短玻纖的拉伸強(qiáng)度從260Mpa下降到了125Mpa,長(zhǎng)玻纖的剛性保持率要優(yōu)于短玻纖,長(zhǎng)玻纖抵抗熱老化的能力更強(qiáng)。

  更低蠕變

  影響蠕變性能的因素有時(shí)間,溫度和載荷,在120℃,40Mpa載荷下,長(zhǎng)玻纖的蠕變明顯優(yōu)于短玻纖。這對(duì)于有長(zhǎng)期靜態(tài)承壓的零件來說,至關(guān)重要,當(dāng)短玻纖無法滿足要求的時(shí)候,可以嘗試長(zhǎng)玻纖。

  抗沖擊

  如上圖,在高溫150℃,5000個(gè)小時(shí)的熱老化后,長(zhǎng)玻纖材料的拉伸強(qiáng)度從290Mpa下降到了210Mpa,而短玻纖的拉伸強(qiáng)度從260Mpa下降到了125Mpa,長(zhǎng)玻纖的剛性保持率要優(yōu)于短玻纖,長(zhǎng)玻纖抵抗熱老化的能力更強(qiáng)。

  各向異性收縮少

  收縮率對(duì)零件的尺寸至關(guān)重要,短玻纖材料的橫向收縮率要遠(yuǎn)高于縱向收縮率,各向異性比較嚴(yán)重,導(dǎo)致零件的尺寸難以控制,收縮明顯。而長(zhǎng)玻纖材料的橫向和縱向收縮率非常接近,顯示出各向同性,改善了零件翹曲的風(fēng)險(xiǎn),尺寸更易控制。

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