Das meiste Nylon für hohe Temperaturen ist halbaromatisch. Aufgrund seiner ausgezeichneten Hitzebeständigkeit, der minimalen Wasseraufnahme und der guten Dimensionsstabilität wird es häufig in Branchen mit speziellen Anforderungen eingesetzt, darunter die Luft- und Raumfahrt, die Automobil- und die Elektrogeräteindustrie. Derzeit gibt es nicht viele Forschungsstudien über das Vorspannmittel für Hochtemperatur-Nylonverbundwerkstoffe, die mit Glasfasern verbunden sind. Aus diesem Grund wird der Massenanteil an Glasfasern auf 20% festgelegt und POE-g-MAH-vorgespannte PA66- und Hochtemperatur-Nylonwerkstoffe werden auf ihre Auswirkungen auf die mechanischen Eigenschaften von Hochtemperatur-Nylonverbundwerkstoffen und auf mögliche Mechanismen zur Verbesserung von Hochtemperatur-Nylonwerkstoffen mit Glasfaserverstärkung untersucht.

Hinzufügen von POE-g-MAH im Vergleich zu gehärtetem Hochtemperatur-Nylon und PA66

1. Vergleich der mechanischen Leistungsdaten

Sowohl die Zug- als auch die Biegefestigkeit des PA66-Systems nahmen mit zunehmender  POE-g-MAH  Gehalt zunahm, während er bei den Systemen PA6T/66 und PA10T zunächst anstieg und dann abnahm. Es wurde auch festgestellt, dass es einen signifikanten Unterschied in der Menge an POE-g-MAH gibt, die zugegeben wird, wenn die Festigkeit der beiden Systeme ihr Maximum erreicht. Wenn das PA6T/66-System seine maximale Festigkeit erreicht, werden etwa 5% POE-g-MAH hinzugefügt, und wenn das PA10T-System seine maximale Festigkeit erreicht, 10%. Es wurden etwa 15% POE-g-MAH hinzugefügt.

2. Der Mechanismus auf den rasterelektronenmikroskopischen Bildern

Der Inhalt ist 0 und der Inhalt ist 5%

20% glasfaserverstärktes PA6T/66 mit unterschiedlichem POE-g-MAH-Gehalt

20% glasfaserverstärktes PA66 ohne POE-g-MAH

Bei dem Hochtemperatur-Nylon-System ohne Zusatz von POE-g-MAH ist die Bindung zwischen der Glasfaser und dem Harz schlecht, wie aus der obigen Abbildung ersichtlich ist, bei der die Glasfaseroberfläche auf dem Spline-Abschnitt sehr glatt ist und es keine offensichtlichen Anzeichen für eine Beschichtung mit der Nylonmatrix gibt. Auf dem Spline-Abschnitt des PA6T/66-Systems, dem 5% POE-g-MAH zugesetzt wurde, ist zu erkennen, dass die Oberfläche der Glasfaser offensichtliche Falten, Vertiefungen und Einbuchtungen aufweist. Das Matrixharz fungiert effektiv als Grenzflächenkompatibilisator, indem es POE-g-MAH abdeckt.

Wie in der Abbildung unten zu sehen ist, arbeiten die Glasfaser und das Harz im PA66-System ohne POE-g-MAH gut zusammen, und die Glasfaser ist deutlich mit Nylonharz bedeckt.

Wir gehen davon aus, dass die höhere Verarbeitungstemperatur von Hochtemperatur-Nylon zum Abbau des intrinsischen Haftvermittlers auf der Oberfläche der Glasfaser und zu einer schlechten Bindung zwischen Glasfaser und Harz führt. In dem System mit POE-g-MAH-Zusatz erhöht POE-g-MAH den Kontakt zwischen der Glasfaser und der Bindungskraft zwischen den Harzen und fungiert als Grenzflächenkompatibilisator, um die Rolle des Haftvermittlers aufgrund des Verlusts der Glasfaseroberfläche während der Verarbeitung zu kompensieren.

3. Der aus der rheologischen Kurve ersichtliche Mechanismus

Rheologische Kurven von PA6T/66 mit unterschiedlichem POE-g-MAH-Gehalt

Die Scherwirkung der Schnecke auf die Schmelze kann durch Erhöhung der Viskosität des Systems wirksam übertragen werden, was auch die Dispersion/Verteilung der Glasfasern verbessert. Dies ist ein möglicher Wirkmechanismus des Zähigkeitsmittels POE-g-MAH in glasfaserverstärkten Hochtemperatur-Nylonwerkstoffen. Da der Viskositätsunterschied von PA6T/66 mit unterschiedlichem POE-g-MAH-Gehalt nicht ohne weiteres erkennbar ist, wird angenommen, dass die durch das Vorspannmittel bewirkte Änderung der Schmelzviskosität des Systems nicht die Hauptursache für die offensichtliche Verbesserung der mechanischen Eigenschaften des Materials ist.

Es war geplant, den Systemen PA6T/66 und PA66 einen 0,5-prozentigen Aminosilan-Haftvermittler zuzusetzen. Die obige Tabelle zeigt, dass die mechanischen Eigenschaften des glasfaserverstärkten PA66-Systems durch den Haftvermittler kaum beeinträchtigt werden, während sie beim PA6T/66-System deutlich verbessert werden, wenn die gleiche Menge an Haftvermittler zugesetzt wird. Die experimentellen Ergebnisse stützen die Hypothese, dass der Oberflächenhaftvermittler für Glasfasern sich bei hohen Verarbeitungstemperaturen verschlechtert und an Wirksamkeit verliert und dass der Zähigkeitsvermittler die Grenzflächenkompatibilität von Hochtemperatur-Nylonharz und Glasfasern verbessert.

Schlussfolgerung: Die verstärkende Wirkung von POE-g-MAH in solchen Systemen ist auf den Verlust des Haftvermittlers auf der Glasfaseroberfläche zurückzuführen, der durch die höhere Verarbeitungstemperatur des Hochtemperaturnylons verursacht wird. Die Ergebnisse des Experiments mit dem Haftvermittler stützen die Hypothese, dass hohe Verarbeitungstemperaturen dazu führen, dass der Haftvermittler an der Glasfaseroberfläche abgebaut wird und seine Wirksamkeit verliert, und dass der Zähigkeitsvermittler die Grenzflächenkompatibilität zwischen Hochtemperatur-Nylonharz und Glasfaser verbessert.