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1、http://www.paper.edu.cn玻纖增強PTT復合材料流變性能研究1112鄭睿，趙耀明，嚴玉蓉，李維賢1華南理工大學材料科學與工程學院，廣東廣州（510640）2華南農(nóng)業(yè)大學藝術學院，廣東廣州（510640）E-mail：zhengruipolymer@163.com摘要：通過熔融共混擠出制備加入不同玻纖（GF）和硅烷偶聯(lián)劑的玻纖增強聚對苯二甲酸丙二醇酯（PTT）復合材料，并用掃描電鏡（SEM）觀察玻纖與PTT樹脂基體的界面粘結形態(tài)，用毛細管流變儀研究了不同溫度條件下玻纖增強PTT復合材料熔體的流變性能，得到了熔體流變性能關系曲線。實驗結果表明：復合材料的流變
2、行為符合假塑性流體的流動規(guī)律，隨著玻纖的增加，復合材料的粘度增大、非牛頓指數(shù)變小、粘流活化能變大；偶聯(lián)劑的加入，使熔體粘度變大、非牛頓指數(shù)變小、粘流活化能變小。關鍵詞：PTT；玻璃纖維；復合材料；流變性中圖分類號：TQ327.1+11引言聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT)是近幾年才獲得工業(yè)化生產(chǎn)的一種新型熱塑性聚酯，其綜[1]合性能優(yōu)異，是一種理想的多用途的聚合物。PTT工程塑料的開發(fā)應用在國際上剛起步不久，但其發(fā)展?jié)摿s十分看好，引起國內(nèi)外學者的廣泛關注。對于PTT這種脆性熱塑性塑料，玻璃纖維增強可顯著提高其力學性能、沖擊韌性和耐熱性能等，但玻纖的加入一般均會引起材料熔體流動
3、性能下降，加工性能變差。因此，如何選擇加工條件，改善成型流動性能，這[2]是人們所關注的課題。本文通過熔融共混擠出制備了不同玻纖和硅烷偶聯(lián)劑增強PTT復合材料，得到具有不同力學性能和界面粘結性的母粒，采用毛細管流變儀研究了熔融溫度、剪切應力對復合材料熔體流變性能的影響，為合理制定玻纖增強PTT復合材料的成型工藝提供了基礎數(shù)據(jù)和實踐指導。2實驗部分2.1原料PTT切片：牌號CP509200，殼牌(ShellChemical)公司；玻璃纖維：牌號ER12-2000-RP，ER12-2000-930，浙江巨石集團有限公司；硅烷偶聯(lián)劑：牌號A1100，A1120，美國聯(lián)合碳化物公司
4、；抗氧劑1010，北京化工三廠。2.2儀器及設備電熱鼓風干燥箱：上海錦屏儀器儀表有限公司；雙螺桿擠出機：JSH-230南京橡塑機械廠；CFT-500型毛細管流變儀，日本島津公司；塑料注塑機：TI-160F，中國華大機械有限公1http://www.paper.edu.cn司；高速混合機：H10-DQ，北京塑料機械廠；萬能電子試驗機：INSTRON-1122，英國INSTRON公司；懸臂梁沖擊試驗機：UJ-4，中國承德試驗機廠；掃描電子顯微鏡：S-550，日本日立公司。2.3GF增強PTT復合材料的制備[3]將PTT置于130℃的烘箱中真空干燥4小時，將適量偶聯(lián)劑、抗氧劑和P
5、TT通過高速混合機混合均勻后，加入到雙螺桿擠出機熔融擠出，玻璃纖維從第一排氣口連續(xù)喂料，擠出后經(jīng)冷卻，切粒。將粒料在130℃的烘箱中真空干燥4小時，然后注塑成型，制成供各種力學性能測試的標準試樣。2.4測試及表征2.4.1力學性能拉伸強度和彎曲強度采用INSTRON1122型萬能試驗機按GB/T1040-92，GB/T9341-2000進行測試；Izod缺口沖擊強度采用UJ-4型Izod懸臂梁沖擊試驗機按GB1043-80進行測試。2.4.2掃描電鏡觀察試樣斷面沖擊試樣斷面在真空中噴金，用日立S-550型掃描電子顯微鏡觀察斷面形態(tài)。2.4.3流變性能測定將制得的玻纖增強PT
6、T粒料，采用日本島津公司CFT-500型毛細管流變儀測試。測試條件為：毛細管直徑為1mm；毛細管長度40mm；溫度230～250℃；溫度精度±0.2℃；預熱時間300s。3結果與討論3.1不同配方的玻纖增強PTT的力學性能測試結果空白PTT以及玻纖增強PTT的力學性能測試結果如表1所示。從表1可以看出，玻璃纖維、偶聯(lián)劑種類和用量對材料力學性能均有影響。對于B、C，添加不同浸潤劑處理的玻纖增強，材料力學性能略有差別；隨著玻纖含量的增加，材料的力學性能明顯改善。對比E、F、G，使用不同偶聯(lián)劑也造成其力學性能有明顯差異。造成其力學性能差異的原因可認為是由于玻[4]纖與PTT基體的
7、粘結狀態(tài)不同所造成的。圖1為B、E、F、G的沖擊破壞斷面掃描電鏡圖。由圖可以看出沒有加入偶聯(lián)劑的沖擊斷面與加入不同玻璃纖維和偶聯(lián)劑的界面相分離程度不同，提高樹脂與玻纖的結合緊密程度可改善材料力學性能。表1不同條件下玻纖增強PTT復合材料的力學性能Tab1Compositemechanicalpropertiesofdifferentcondition序號玻纖類型玻纖含量偶聯(lián)劑類拉伸強度沖擊強度彎曲強度（%）型（MPa）（J/M）（MPa）A483569BRP205345802http://www.paper.edu
