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塑料增强改性后的4大优点及缺点
来源: | 作者:搜料 | 发布时间: 2022-05-20 | 66 次浏览 | 分享到:
塑料通过玻璃纤维增强后,热塑性塑料的物理机械性能有了明显的改善。部分通用塑料,如聚乙烯PE、聚丙烯PP、聚苯乙烯PS等,通过增强改性可以代替工程塑料的应用;有的工程塑料,通过增强改性,其性能跨进了金属强度的范畴,实现了以塑代钢,因而大大扩展了热塑性塑料作为结构材料应用于工程领域的深度和广度。塑料增强改性后的4大优点及缺点有哪些呢?我们详细阐述一下。
 
一,塑料增强改性后的优点
1,增强纤维的形态
增强纤维的长径比越大,复合材料的力学强度提高幅度越大。要在复合材料中保持纤维的高长径比,除了选用高长径比的纤维品种外,还要在加工中注意保持长径比。在塑料的熔融加工中,断纤现象经常存在。特别在双螺杆挤出造粒过程中,纤维会因固体输送段的摩擦作用和螺杆剪切作用变短,还会因切粒作用变短。因此普通双螺杆挤出造粒得到的均为短玻璃纤维增强塑料。另外,长径比过大会给生产带来麻烦。
2,抗疲劳性能好
增强塑料的强度和刚性随纤维含量的增加而增加,而伸长率则降低,因而抗蠕变性能有明显的改善。如疲劳破坏是材料在交替动态载荷条件下,由于微观裂纹的形成和扩展而造成的低应力破坏。金属材料的疲劳破坏是由里向外突然发生,事先无征兆;而玻璃纤维增强塑料的疲劳破坏总是从构件的薄弱环节开始,逐步扩展,破坏前有明显征兆。
3,良好的热性能
未增强的热塑性塑料的耐热性能不好,其热变形温度比较低,多数只能在100℃以下使用,这是塑料的一大缺点。增强改性使塑料的热变形温度显著提高,其产品可在100~150℃长期使用。典型的如PA6,未增强前其热变形温度在60~80℃,而增强PA6的热变形温度可提高到180~220℃,有的增强塑料的热变形温度可达300℃以上。有的通用塑料经过纤维增强耐热性可达到或接近工程塑料的耐热性,而有的工程塑料加纤增强后耐热性可接近特种工程塑料的耐热性,因此纤维增强改性是提高塑料耐热性的有效途径。在提高了耐高/低温度的同时,还降低了材料的热导率和线膨胀系数,因而减小了制品的成型收缩率,提高了产品的尺寸精度。有些填料除能提高制品强度外,还能赋予制品相应的功能,如改善电学性能、阻燃性能等。
4,比强度高
比强度为材料强度与密度的比值。纤维增强的塑料材料,其比强度甚至超过金属的比强度。增强塑料的比强度已超过了高级合金钢。纤维增强塑料是一类质轻、强度高的新型工程结构材料,广泛地应用于飞机、汽车以及其他要求轻量化的产品中,以减轻油耗,节省能源,同时增强塑料易于拆卸、更换等维护工作,大大节约了维护成本。
 
二、塑料增强改性后的缺点
1,无机增强填料硬度大、强度高,对加工机械和模具的磨损比较大。
2,由于无机填料流动性差,塑料增强后熔体流动指数下降,成型加工性变差。
3,大部分无机填料往往会使制品的表面粗糙度变差,如出现浮纤问题。
4,降低了制品的伸长率,有些增强塑料的抗冲强度下降。
塑料增强改性技术还在不断改进和完善,增强材料的选用也是越来越多。玻璃纤维增强塑料质轻,具有较高的比强度、良好的耐热性能和电绝缘性能、优秀的减振性和抗疲劳特性、独特的耐腐蚀性及工艺简单、易操作的成型加工方法,所以应用日益广泛。随着航空航天等尖端科学技术的发展,用碳纤维、硼纤维、晶须等增强的高强度、高模量、耐高温的增强材料的发展也十分迅速。