超支化高性能流变剂助力增强尼龙材料面对性能挑战


作者:浙江佳华精化股份有限公司  胡号 日期:2018/07/15 来源:PT塑料网

近几年,轻量化、高性能的工程塑料已成为改性塑料领域发展的前沿与热点。高玻纤(GF≥50%)含量增强尼龙(PA)拥有卓越的力学强度、长期耐热性、优异的尺寸稳定性和高刚性,在以塑代钢方面展现了非常大的优势,特别是在“轻量化”这一当今国际汽车制造业的大趋势下,这些优势使得这种材料备受行业关注。

在加工过程中,高玻纤含量增强尼龙中的玻纤很难分散,体系的流动性也因为玻纤含量的提高而变差,这使生产变得困难,在采用双螺杆挤出机加工时,易出现断条现象。另外,玻纤分散不均匀还会导致材料的力学性能下降,制品表面出现严重的“浮纤”现象。因此,如何改善高玻纤含量增强尼龙的加工情况、消除制品的表面“浮纤”是关键性的挑战。

传统的方法一般是加入相容剂、分散剂和润滑剂等添加剂,以增强玻纤与尼龙界面的粘接强度,提高玻纤在尼龙中分散的均匀性,从而改善体系的加工流动性与制品表面的“浮纤”问题。这些添加剂通常为合成蜡、硅酮粉或脂肪酸酯类润滑剂。虽然它们可以改善材料的加工流动性和玻纤外露问题,但效果十分有限,并且还会产生一些副作用和不利的影响,往往顾此失彼。

区别于传统润滑剂,佳华精化®结合其在特殊有机硅合成领域的经验所开发的Javachem®HF是含硅超支化结构的高性能尼龙流变剂,拥有以下优势:

独特的产品结构

1.基于超支化结构,不存在临界分子量,分子间没有链缠结,黏度比线性聚合物低;

2.拥有特殊极性基团,能提高玻纤与尼龙的粘接强度,和尼龙相容性好,有助于材料力学性能保持,降低材料体系与玻纤束之间的摩擦,提高玻纤保留长度;

3. 由于不同的基团拥有不同的性能,所以Javachem®HF的可塑性很高。

更好的加工性能

1.润湿效果好,有效改进了玻纤在尼龙熔体中的浸润性和分布性,改善“浮纤”问题,提升尼龙材料综合性能;

2.较少的添加量即可明显改善材料的流动性,减少模口积料,同时有效降低主机电流;

3.提高模具设计的自由度,如制作大型、薄壁制品时,可加快成型速度,减少保压时间;

4.具备极佳的脱模性,减少模具积垢 。

只需添加0.5%的Javachem® HF,即可使50%玻纤增强尼龙6的流动性提升40%以上,改善了断条问题
50%玻纤填充尼龙6流动性测试:只需添加0.5%的Javachem® HF,即可使材料的流动性提升40%以上

只需添加0.5%的Javachem® HF,即可有效改善50%玻纤增强尼龙6的表面“浮纤”
50%玻纤增强尼龙6样板浮纤问题改善:只需添加0.5%的Javachem® HF,即可有效明显消除表面“浮纤”

表 添加Javachem® HF-100的增强尼龙材料物性对比
针对50%玻纤增强尼龙6、尼龙66体系进行了研究。添加Javachem® HF-100后,材料流动性明显改善,模量和冲击强度得到提升
备注:添加Javachem® HF-100后,材料流动性明显改善,模量和冲击强度得到提升(50%玻纤填充尼龙6、尼龙66熔指条件测试分别为260℃/2.16kg、280℃/2.16Kg;平衡转矩测试设备为转矩流变仪,50%玻纤填充尼龙6、尼龙66分别在260℃、60r/min以及 280℃、60r/min的条件下混炼5min后进行平衡转矩的测试)