活性晶须硅在PA6改性中的应用研究

     刘涛

（上海汇精亚纳米新材料有限公司 上海  201108）

摘要：利用晶须硅的特性，对其填充于尼龙玻纤改性进行研究，得出晶须硅可取代短玻纤增强使用，提高塑料产品的强度、硬度、热变型温度、消除玻纤外露，降低收缩率及生产成本等。

关键字：晶须硅、尼龙、玻纤改性

Research on the modifying application of GX-Si  in glass fiber and PA6

   Liutao

(Shanghai huijing Sub-Nanoseale New Material Co., ltd,Shanghai 201108,China)

Abstract: In this paper, utilizing the GX-Si characteristics, the research on the modifying application of GX-Si in Glass fiber and PA6 as a filler are carried out and drawn the conclusion that GX-Si can improve the rheology, thermal temperature and meliorate the appearance of goods as well as reduce shrinkage.

尼龙6是一种具有较好力学性能和热性能的工程塑料，广泛应用于汽车、机械、仪表仪器等领域。晶须硅是一种超细白色粉体材料，强度高达到莫氏硬度7，有极好的分散性和绝缘性、可耐1400℃以上高温；尼龙通常是使用玻璃纤维进行改性来提高性能和拓展使用领域。虽然玻璃纤维在其力学性能上能给予尼龙6以很大的提高，但也会带来一些很大的缺点，如：流动性差、玻纤易外露、收缩率高，后翘曲严重等，制品加工较困难，特别是复杂组件和表面光洁度高的制品，另其较高的价格也会给生产企业带去生产成本的增加。

晶须硅正是作为一种新的改性增韧增强材料在塑胶改性中被开发并应用，以代替玻纤使用、克服玻璃纤维的种种缺点；填充晶须硅可以消除浮纤外露，提高制品表面光洁度、大大提高制品的硬度、强度，改善加工性能、降低收缩变形率，克服制品后翘曲现象、提高制品的耐热温度及耐磨、耐划伤性，并且晶须硅不到无碱短玻纤1/2--1/3的价格可以大大降低生产成本。测试数据如下：

制备工艺流程如下

尼龙6

          ---混合—塑炼—粉碎—注射—制样—性能测试

晶须硅

注射工艺条件：

料筒温度Ｉ区225℃，Ⅱ区210℃；喷嘴温度220℃；模具温度30℃；

注射压力80Mpa；保压时间8s.

晶须硅含量对材料拉伸强度的影响 ( Influence of GX-Si content to the drawing intensity of material )

从中可知，材料拉伸强度因晶须硅的添加比例而有所变化，15%达到最高，但随着比例的增加开始下降，因此，不能过多填充。

晶须硅含量对材料冲击强度的影响 ( Influence of GX-Si content to the impacting intensity of material )

表示晶须硅含量对材料冲击强度的影响见图2，从中可看出，随着晶须硅填充量的增加，材料的冲击强度前期显著提高，随比例的加大趋向平稳。

晶须硅含量对材料布氏硬度的影响 ( Influence of  GX-Si content to the Mohs scale of material )

由该图可知，随着晶须硅填充量的增加，材料的硬度有所提高。由于晶须硅属刚性料，将其填充到尼龙6中可使材料刚性和硬度均得到提高。

晶须硅含量对材料耐热性的影响 ( Influence of GX-Si content to the heat resistance of material )

下图表示晶须含量对材料耐热性的影响。从中可知，随着晶须用量的增加，材料马丁耐热温度提高。由于晶须硅在尼龙6中可起到减慢反应速度，保持化学平衡、稳定结构，提高制品热稳定性及耐老化性能的作用。

研究表明：

1. 晶须硅在尼龙6改性中使用，依靠其独特的形体结构可起到玻纤的增强效果，对产品的力学性能的提高很有帮助。

2. 高强度及超细性使制品的表面耐磨材料更致密，耐磨、耐刻划性能增加；

3. 超细、分散性好的特点使其填充在塑胶中，可以大大降低收缩变形率，很好的保持制品的尺寸稳定性，克服使用玻纤后翘曲严重的弱点。

4. 低廉的价格可使生产成本大大降低。

   结束语：

   晶须硅作为一种新型功能性填充料用于改性尼龙可代替玻纤使用，提高制品的力学性能、制品表面光洁度、耐刻划性、热变型温度、降低制品收缩率克服后翘曲及加工性能，大大降低生产成本。

   注：建议使用配方：尼龙+8-10%晶须硅+20%短玻纤或尼龙+15%晶须硅+15%短玻纤，由于晶须硅的比重高于玻纤，因此，如果制品对密度要求较高可使用以上配方；如果比重无要求可大量填充，可完全代替玻纤使用。