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长玻璃纤维增强尼龙料粒的制备


广



之编 淤至 烹

长 玻 璃纤 维 增 强 尼 龙料 粒 的 制 备
淮 阴化 工 研 究 所

李 慧珠






,


,

和筒体




卞文 仅 介 绍 川 长玻 纤 增 强 尼 龙






尼 龙 作 为工 程 塑 料 与 其他 塑料 相 比 有其
显 著的 特点 坚韧
,





制作 工 艺
微 黄色 切 片
,

尼龙 是 一种半硬 质 塑 料
,


,

质 地

有 较好 的 机械 性 能

特别 是 耐 冲 击 性
它的 摩 擦 系 数
,

原料



,

是 其他塑料不 可 比拟 的

尼龙 含水率 尼龙 含水率

分 子量 相 对粘 度

左右

,

低 性

,

磨耗小


,

可 作 自润 滑 材 料

因而 可 制作 传


动件


此外

,

尼 龙 还 具 有 优 良的 耐 化 学 腐 蚀 成 型 加 工 方便 等 优 点
,


半透 明切 片

,

,

电性能
,
,

,

但尼 龙 作
,

为结构 件

由于它 蠕变性大

耐热性 低


收缩

长玻璃 纤 维
玻璃纤维


含碱 量
支以上
,

的 低 碱或 无 碱 低股无捻
,



率大
范围 点
,

尺 寸稳 定 性差


这 就 限 制 了尼 龙 的 使 用
,

支数 在


经偶



采用 玻璃纤维 来增强
,

可以改 善上 述 缺
,

联 剂 表面 处 理

扩 大 使用 范 围

一 般情 况 下

经 玻璃纤维

工 艺流 程

增强 后 性 增加


拉伸强度 倍



弯 曲强 度 提 高
,





工 艺流 程 如 图 在 筒管 架

,

所示



玻 璃 纤 维 筒 套安 插

蠕 变 值 降 低 为未 增 强 的 四 分 之
℃以 上 儿 乎 可 达 到
,

按 纤 维 增强 尼 龙 的 配 比 要 求 和

热 变 形 温 度 提 高达
,

筒 件 玻 璃 纤 维 的 股 数 确 定 引取 玻 璃 纤 维 的 束

软 化 点 , 线 膨 胀 系 数 降低 二分 之 一
率 减少 四分之 一
吸水率 减 少

成型收缩




年美 国
料后
,

公 司 开始 试 制 增强 尼 龙 材
,

玻 璃 纤 维 增 强 尼 龙 发 展 很快

年美

国消 耗 量 就 达


,



用 玻璃纤 维 来 增强尼 龙 长纤 维 增强 两 种 类 型 玻纤 增强 后
,

,

有短 纤 维 增强与


各有利弊

例如

,

用长

大 部 分 机械 性 能 提 高 幅 度 都 大 价
,

用 短 玻纤 增强 的

但 后 者的 耐 疲 劳 性能 却 是 优


放前 者
玻纤的 污 染大

,

尤其是 剪切
因为

弯 曲疲 劳 性 能 突 出
, ,





一 筒管 架

增强尼龙的制备工 艺来看


长 玻纤 增强 优 于短 纤 维 需 切断 后
,

工 艺流 程示意 图

短 玻 纤 增强 时
,

与 尼 龙 料 混 合加 入 螺 杆
,

玻纤 飞扬严重

环境

卜 少 且 短 玻 纤 在 螺 杆 中严 垂 地 磨 损 螺 杆

一 导 丝钩 一 分配 板 一 分 配管 一 浸 溃混 合室 一 连 接法兰 一 视镜 一 加热 圈 一 螺 杆 挤出机 一 玻璃 纤 维 增 强 尼 龙 一 简管 玻 一支架 璃纤维







筒管

玻 璃 纤 维分 别 经 导 丝 钩
,

通 过分配




浸 渍混 合 室


役渍混 合室 如 图
,
,

所 长径

进 人分配管

从 而进 八 浸渍混 合室
,



,

形 状 为带 有 法 兰 的 不 锈 钢 锥 底 圆 筒

在 浸 渍 混 合 室 中预 热 过 的 各 玻 璃 纤 维 束 与 来 自

比为

混 合 室 外备有加 热 圈
℃左 右

控 制混 合室
浸演混 合室

螺杆
时 间后 遇
,

的尼龙熔 体相遇
,

达 到控 制的 浸渍 混 合
,

中尼 龙 的 温 度 高 于 熔 点
浸渍




经出



处 的集 束器

山 切片 机的 罗 拉
立即 与 冷 却 水 相
,

的 作 用 是 使 玻 瑞 纤 维 与尼 龙 有 一 定 时 间的充 分 粘合


辊 牵 引 出 浸 责混 合 器 的 出 日
至 切粒机连续切 粒


,

一 般 控 制 接触 时
,



秒左 右

,

冷却 后 即 成为 玻 璃 纤 维 增强 尼 龙


最后送

尼 龙 并 不要 求充 满 混 合室

可留 有 一 定 的 空




,

以 起 螺 杆 所 洪 熔 体尼 龙 计 量 的 调 节 缓 冲 作 防止 尼 龙 溢 至 视镜


工艺特点

,

,

同时 也 有 预 热 玻 璃 纤

电缆 的 生 产 是 将 绝 缘 的 外 皮 包 覆 在 导 线 上
,

维 的 作用

有 的 工 厂采 用 类 似 电缆 的 生 产 工 艺 形 式 来
,

集 束器 样
,

集 束器 的 形 状 象 风 扇 叶 一
,

生 产 长纤 维 增 强 尼 龙 即 用 玻 璃 纤 维 代 替 铜 线 尼 龙代替聚 氯 乙 烯 等绝 缘 材料 束疏松
,


,

由不 锈 钢 制 作
,
,

中间开 孔

,

并带 有 支架


由于 玻 璃 纤 维
,

见图 的尼龙 含量

其 作用 是 使 玻 璃 纤 维 集 束

改变

不 象 铜 线 一 样的 圆柱体
, ,

所 以 中孔 直
,

中 间孔 径 的 大 小


可 控 制 玻 璃 纤 维 增强 尼 龙 中
,

径 很 难确 切 选 择

同 时 从 环 隙 中挤 出的 尼 龙 与
,

从 中 孔 中 牵 出 的玻 璃 纤 维 接 触 时 间 很 短 再加 上 玻 璃 纤 维 没 有 预 热去 湿 璃 纤 维 不 能 全 部接 触 间部 分 就 更 难 与 尼 龙 接 触
,

综 上 所述


,

由于 浸 渍棍 合 器 的 作 用
,

可使

这 就使得尼龙与玻


每 根 玻 璃 纤维 都浸 渍 到尼 龙

纤维 含 量 可 达
,

特别 是 玻 璃 纤 维 束 的 中
当要 求 玻 璃 含 量 愈
以至 造成有游 离的


而 且 由 于 纤 维 被 一 层 光 滑 的 尼 龙 所 包覆

所 以 切 片 容 易在 加 工 成 型 的 料筒 中进



高时

,

这 个 问题 就愈 突 出


,

玻璃纤维存在



电缆 包 头 法 对 螺 杆 要 求
本工 艺采 述弊病
,




,

计 量 段 要 有 较 精 确 的 计 量 作用
玻璃 纤维 尼 龙浸渍混 合器
分配板 不 锈 钢 圆板

用 浸 渍 混 合室 就 克服 了

其上 有均 匀分


布的小 孔
合室

, ,

,

使玻 璃 纤 维分 布 均匀 地 进 入 浸 渍 混
如 图


逐 步 在 浸 渍 混 合室 中集 束

所 型 排 的
,

图 比

小 孔 可 以 有 两 种 不 同的 排 列 方 式

列适 用 于 玻 纤 含量 少 于
浸渍
,



,



色有 助 于 均 匀
,

型 排列 适 用 于 玻 纤 含量 高 于

该 形 式 可 使 玻 璃 纤 维 完 全被 尼 龙 所 包 裹

有利


口月尸 , , 尸尸护 , 怡晚

于 玻 璃 纤 维 增强 尼 龙 材 料 后 加 工 时 料 斗 的 迸 料


厅 , 甲甲 ,

,

分配管

由中




不 锈钢 薄壁细管组




,

焊 接 在分 配 板 孔 上

其 作用 是 预 热玻 璃 纤
的 作用
,

螺 杆 挤 出机

,

排 除 纤 维 表面 的 水 分 和 所 挟 带 的 部 分 空
玻 璃 视镜 用 于 观 察 尼 龙 熔 体液 面


本工 艺 所 采 用 的 螺 杆 挤 出 机 仅起 熔 融 尼 龙
对 压缩 比
,







长径 比



计 量 段 精确度没


,

有 高 的要 求

由 浸 渍 混 合 室 来 缓 冲 凋 节螺 杆 挤
一 旦 熔 体 溢 到 视镜 下 端
,

以 防 熔 体 溢 至 分 配 管 阻 塞 纤 维进 入

出 量的 不 均 匀

可以



一一

采 取 停 止螺 杆 挤 出尼 龙 来 降 低 液 面
灵活


,

所以 操 作
。 姗 琪 州 } 拿 喊
。 多卜
月 卜 』 〕 ‘口 丫
户 , 口

‘ ‘ 』 卜 , 弓

方便



玻 璃 纤 维 含量 可 以 严 格 控 制
玻 璃 纤维 的 带 从 山确 定 玻璃 纤维 牵入棍 合 势

器 的 束数 及 股数 以 及更 换 不 同孔 径 的集 束 器 来 初 步确 定
,

还 可 以 通 过 玻 璃 纤 维 牵 引速 度 和 浸


渍 混 合 器 的 温 度 调 节 来 进 一 步 保 证 玻 璃 纤 维含 量 的准 确 性 和 各料 束 中 的 均 匀 性

一 子







影 响玻璃 纤 维 增 强尼 龙 质 量 的 因素 及 质 量 控 制
尼 龙基 料 不 同的 尼 龙 品种采 用 同样 的 玻 璃 纤 维
,



单丝 直 价



,

门孟









。 ” 日 洲户 即 烈 一 刨 母 洲

脚 卿 娜

增强 其 健 台 同 肺 不

盗可 由 下 面 性 能 表
,


看出



同一 品种 尼龙

其分 子 量 的 大 小 也
一般来说
, ,

直接 影 响 其 机 械 性 能 机械 性能 高
,

分 子量高
,

,
『 八 口 曰〕 么恻 八

, ‘

但分 子量过 高
,

流 动 性 变差
,




来 后 加 工 的 困难

甚至 会造 成超 压注 射 成 型
,

尼 龙 中含 水 率 要 小 于
出 的 料 粒 中有 气 泡 龙 的 亲和 能 力


否则 切

夕 了


纤 维含 量

夕 了
,



严重 时影响 玻璃 纤 维与 尼







玻璃纤维
纤 维 成 分 中的 含 碱 量 应 簇
,

纤 维 表 面 应用 偶联 剂进 行 处 理
因为碱 玻 纤与尼龙的非 浸润性
,
,



由于


,

使 未 经 表 面 处 理 的玻

含 量 高会 导 致 增 强 尼 龙 的 冲 击 强 度 下 降 和 耐 疲
劳 性差


纤 即 使 除 去 蜡 表 层 也 会 导 致 产 品 中玻 纤 剥 离 理
,

分 层 因 此 对 玻 璃 纤 维 应 该 用 偶 联 剂先 进行 处 纤 维 直 径 大小 对 增强 尼 龙 力 学 性 能 有
以 提 高 纤 维 与 尼 龙 间的 界 面 粘 结 力
,


通常

明 显 的影 响 增加
,

,

如图
,

所示



显然

,

纤 维直 径 的

用 硅 烷 类偶 联剂


是用





氨 基丙 基三 乙


增 强 尼 龙 的 拉伸 强 度 急 剧
纤维的直径以








综 合性


氧 基硅 烷







偶联剂 处 理 玻

能 与经 济 的 平 衡
支 为宜

纤 表而 对 增强 尼 龙 力 学 性能 的 影 响






纤维含 量 及处理情 况
拉 伸强 度


此 外 若用 超 高 强 或 高 弹 玻 纤 来 增强 尼 龙
,

则 强 度 和 弹 性 模量 显 著 提 高










未 增 强 经 未处 理 玻 纤 增 强

一 一 巡一 一一




















幼书

经处 理 玻
别‘

经 未处理 玻 纤 增 强


纤 些夔

经 处理 的 玻纤增 强

‘ ”

,

增强 材 料

,

则 制 品 的 比重降低




冲 击强 度 和 疲

,

若用 中 空 玻 纤 作

劳性等就得 到改善

这 些 特 殊 规 格 和要 求 的玻

纤的 采 用 要 依据来 源 的 可 能 性 和 产 品的 必 要 性 而定





,

若 太 高 则 会 引起 尼 龙 包 螺 杆 现 象
。 、

,

影响 螺

杆进 料

玻 纤 含且 曲线 可 知


玻纤 的 预 热 温 度
℃以 土


由图

,

增 强 尼 龙 中玻 纤 含 量 与


玻 纤 预 热 的 气 相 温 度 控 制在


性能有 强 烈的依 赖关 系
对玻 纤 的粘 合性

考虑 到 加 工 性
,



尼龙


切 刀 及 切 割 长度


成型 性 等因素

常添 加


增 强 尼 龙 条 最 后 需 经 切粒 作 为 产 品 的 刀具 需 保 持锋利 则 会造 成 毛 丝
飞扬
,


切刀
,

的玻 纤




小于

其 增 强 效果 不 明 显


,

以 保证 切 粒 断 面 光 洁
,



玻 纤与尼 龙 相互 浸渍粘 合效果 差
,

易脱

,

影响 后 加 工 的 进 展

引起 玻 纤
钡 也 太氮 组



且 冲 击强 度 明 显 下 降


料 粒 控 制 长度 以


毫米 为 宜

,

尼 龙 熔体温 度 的 控 制

会 降低 制品 的 强 度 从

适 当提 高 尼 龙 熔体 温 度 可 增 加 流 动 性 而 提 高浸 渍 效 果
℃左 右
,


通 常控制 熔体 温 度 比 熔 点 高
,





所 制 得的 增 强 尼 龙 条紧 密 性 好
,




玻 璃纤维 增 强 尼 龙 塑 料 的性 能
不 受损伤
,

面光洁

,

光泽也好


这 直 接影响 产 品 的 表 观 性 但过 高 的 熔体 温 度 会 引 起


能 和 物理 性 能 指标 尼 龙热老 化


采 用 本工 艺 及 设 备 制 得 的 长 玻 纤 增 强 尼 龙 料粒 表
,

颜 色 发黄

由于 玻 纤 基 本
,


排列 整 齐

,

螺 杆温 度 的 控 制

尼 龙 紧裹 着 玻 纤
所示

产 品 表观 光 洁

,

所得 性 能 如

螺 杆 的 温 度控 制 在 尼 龙 熔 点 以 上

玻 璃纤维 增 强 尼 龙 的 物 理性 能


比 吸 熔



一一 一一 一











料 未 增 强

一 龙 书长玻 纤增 强

点 重






垄 一竺







未 增 强

“。 长玻 纤 增 强 外







,





拉 伸强 度 拉 伸弹性模 量


弯曲强度
弯 曲弹性 模 量
,

冲击 强 度
马丁耐热

无缺 口


?





,

不断

不断






,


, 型 收缩 率 戈

线 膨胀 系数

参 考 资 料
,

,

,

,

,



《 工 业材 料 》 《 工 业材料 》



,

,



马 双
,



,


日 日

,

,

《 聚酞 胺 树脂 性能简介 》 清 江 化 工 研究所
,

哎合 成树脂 》

,

,

《 〔 〕 美国 聚 酞 胺 工 程 塑 料 的 概 况 》 清 江 化 工 研 究 所
,



《高 分子 加工 》

,




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