유리섬유 강화 고온 나일론에 대한 POE-g-MAH의 강화 메커니즘! - COACE-플라스틱 보조제, 고분자 첨가제, 접착 촉진제, 강화제-Coace Chemical Company Limited

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유리섬유 강화 고온 나일론에 대한 POE-g-MAH의 강화 메커니즘!

2023년 7월 6일

대부분의 고온용 나일론은 반방향족입니다. 내열성이 뛰어나고 수분 흡수가 적으며 치수 안정성이 우수하기 때문에 항공우주, 자동차, 전자제품 산업 등 특수한 요구가 있는 산업에서 많이 사용됩니다. 현재 유리섬유와 결합된 고온 나일론 복합재용 강화제에 대한 연구는 많지 않습니다. 이에 본 연구에서는 유리섬유의 질량비를 20%로 설정하고, POE-g-MAH 강화 PA66과 고온 나일론 소재가 고온 나일론 복합소재의 기계적 물성에 미치는 영향과 유리섬유 보강을 통한 고온 나일론 소재의 개선 메커니즘에 대해 연구합니다.

강화된 고온 나일론 및 PA66에 비해 POE-g-MAH만 추가되었습니다.

1. 기계적 성능 데이터 비교

인장 강도와 굴곡 강도는 다음과 같이 PA66 시스템에서 모두 감소했습니다. POE-g-MAH 함량이 증가한 반면, PA6T/66 및 PA10T 시스템에서는 두 가지 모두 증가하다가 감소했습니다. 또한 두 시스템의 강도가 최대에 도달했을 때 추가되는 POE-g-MAH의 양에 상당한 차이가 있는 것으로 나타났습니다. PA6T/66 시스템이 최대 강도에 도달하면 약 5%의 POE-g-MAH가 추가되고, PA10T 시스템이 최대 강도에 도달하면 10%가 추가됩니다. 약 15%의 POE-g-MAH가 추가되었습니다.

2. 주사 전자 현미경 사진으로 본 메커니즘

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20% 유리 섬유 강화 PA6T/66(POE-g-MAH 함량 상이)

20% 유리 섬유 강화 PA66, POE-g-MAH 미포함

POE-g-MAH를 첨가하지 않은 고온 나일론 시스템에서는 충격 스플라인 섹션의 유리 섬유 표면이 매우 매끄럽고 나일론 매트릭스 코팅의 명백한 징후가없는 위 그림에서 볼 수 있듯이 유리 섬유와 수지 사이의 결합이 좋지 않습니다. 5% POE-g-MAH가 추가 된 PA6T / 66 시스템의 스플라인 섹션에서 유리 섬유 표면에 명백한 주름, 움푹 들어간 곳이 있으며 매트릭스 수지가 POE-g-MAH를 덮어 계면 호환제 역할을 효과적으로 수행하는 것으로 나타났습니다.

아래 이미지에서 볼 수 있듯이 유리 섬유와 수지는 POE-g-MAH가 없는 PA66 시스템에서 잘 작동하며, 유리 섬유는 나일론 수지로 투명하게 덮여 있습니다.

이를 바탕으로 고온 나일론의 가공 온도가 높을수록 유리 섬유 표면의 고유 결합제가 저하되고 유리 섬유와 수지 간의 결합력이 저하된다고 가정합니다. POE-g-MAH를 첨가한 시스템에서 POE-g-MAH는 유리섬유와 수지 간의 접촉력과 결합력을 증가시키고 계면보정제로서 기능하여 가공 중 유리섬유 표면의 손실로 인한 결합제의 역할을 보완합니다.

3. 유변학 곡선을 통해 본 메커니즘

POE-g-MAH 함량이 다른 PA6T/66의 유변학 곡선

용융물에 대한 나사의 전단 효과는 시스템의 점도를 증가시켜 효과적으로 전달될 수 있으며, 이는 유리 섬유의 분산/분포도 개선합니다. 이는 유리 섬유 강화 고온 나일론 소재에서 강화제 POE-g-MAH의 가능한 작용 메커니즘 중 하나입니다. POE-g-MAH 함량이 다른 PA6T/66의 점도 차이는 쉽게 드러나지 않기 때문에 강화제에 의한 시스템의 용융 점도 변화가 재료의 기계적 특성을 뚜렷하게 개선하는 주요 원인은 아닌 것으로 생각됩니다.

PA6T/66 및 PA66 시스템에 0.5%의 아미노실란 결합제를 첨가할 계획이었습니다. 위의 표는 유리섬유 강화 PA66 시스템의 기계적 특성이 결합제의 영향을 거의 받지 않는 반면, 같은 양의 결합제를 첨가했을 때 PA6T/66 시스템의 기계적 특성이 크게 향상되었음을 보여줍니다. 실험 결과는 유리 섬유용 표면 결합제가 높은 가공 온도에서 열화되어 효과를 잃고, 강화제가 고온 나일론 수지와 유리 섬유의 계면 호환성을 향상시킬 것이라는 가설을 뒷받침합니다.

결론: 이러한 시스템에서 POE-g-MAH의 강화 효과는 고온 나일론의 높은 가공 온도로 인해 유리 섬유 표면의 결합제가 저하되어 발생하는 손실로 인해 발생합니다. 결합제 실험 결과는 높은 가공 온도로 인해 유리 섬유 표면 결합제가 열화되어 효과를 잃고 강화제가 고온 나일론 수지와 유리 섬유 사이의 계면 호환성을 향상시킬 것이라는 가설을 뒷받침했습니다.