專利名稱：通過強(qiáng)迫固態(tài)流動(dòng)增加pa66力學(xué)性能的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于材料加工領(lǐng)域，具體地說是一種增加PA66力學(xué)性能的方法。
背景技術(shù)：
PA66又名尼龍66或聚酰胺66，是最早開發(fā)成功的聚酰胺品種。PA66具有耐磨、 強(qiáng)度較好、耐藥性優(yōu)良、成型周期短、耐熱性耐油等優(yōu)點(diǎn)，在生活、電氣、化工和汽車等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，其產(chǎn)量在聚酰胺中占據(jù)近一半。但要進(jìn)一步增加PA66在工程中的應(yīng)用領(lǐng)域，其力學(xué)性能還需要進(jìn)一步的提高。在增強(qiáng)力學(xué)性能方面進(jìn)行了大量玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維的復(fù)合改性和各種無機(jī)晶須填充改性的研究，提高了材料的耐熱性、拉伸性能和沖擊性能，但拉伸性能和沖擊性能難以同時(shí)大幅度的提高。早在1975年，杜邦公司就對PA66增韌改性以增加尼龍的抗沖擊性能和低溫性能進(jìn)行了產(chǎn)業(yè)化開發(fā)。在研究增韌的過程中，提出了一系列高聚物增韌理論，如空穴化理論、愈滲理論、剛性粒子增韌理論等。其中20世紀(jì)80年代，杜邦公司的 Souheng Wu在研究PA66的基礎(chǔ)上提出了臨界粒子間距判據(jù)的概念，從而把增韌理論由定性分析推向了定量的高度。但在增韌過程中，常常是在沖擊性能提高的同時(shí)，很難保持拉伸性能不出現(xiàn)急劇下降的現(xiàn)象。20世紀(jì)80年代以來，輥壓、拉擠等成型方法相繼出現(xiàn)，研究者發(fā)現(xiàn)通過低溫加工方法，能夠獲得多項(xiàng)力學(xué)性能同時(shí)提高的高聚物材料，但存在著工藝復(fù)雜、產(chǎn)品性能不穩(wěn)定等缺點(diǎn)。急需一種工藝簡單的加工方法，從而提高PA66的拉伸性能和沖擊性能，擴(kuò)展PA66 的應(yīng)用領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是PA66加工工藝復(fù)雜、制成品性能不穩(wěn)定，提供一種工藝簡單、制成品性能穩(wěn)定的通過強(qiáng)迫固態(tài)流動(dòng)增加PA66力學(xué)性能的方法，能夠同時(shí)提高材料的沖擊性能和拉伸性能。本發(fā)明的技術(shù)方案是以下述方式實(shí)現(xiàn)的—種通過強(qiáng)迫固態(tài)流動(dòng)增加PA66力學(xué)性能的方法，是按照下述步驟實(shí)施的(1)將通過注塑、切割方法獲得結(jié)晶的PA66樣條剪切成與模具腔體相配合的形狀；(2)將剪切得到的PA66樣條放入模具的腔體中部，在0 240°C、0 IOGpa對樣條加壓0 50min ；(3)將步驟(2)得到的樣條在50 240°C熱處理5 250min。上述步驟⑵的溫度為50 200°C。上述步驟O)的壓力為50 800MPa。上述步驟(2)的加壓時(shí)間為k 5min。上述步驟O)中模具腔體是長方體或者圓柱體或者六棱柱或者橢圓柱體或者其他形狀。上述步驟(3)中熱處理溫度為80 220°C。上述步驟(3)中熱處理時(shí)間為40 lOOmin。本發(fā)明通過使聚合物在模具中受壓力變形，改變了聚合物內(nèi)部兩相結(jié)構(gòu)的形狀和相對位置，從而獲得沖擊強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度提高的PA66樣品。高壓強(qiáng)迫變形技術(shù)在PET材料中形成了特殊微觀結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)是通過材料中球晶相和無定形相結(jié)構(gòu)的形態(tài)改變實(shí)現(xiàn)。由于加工溫度在熔點(diǎn)以下，故PA66的塑性變形不可回復(fù)；熱處理消除了材料內(nèi)部應(yīng)力，能夠獲得微觀結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的PA66樣條。本發(fā)明提高了 PA66材料的力學(xué)性能(沖擊、拉伸性能)， 擴(kuò)大了 PA66材料的應(yīng)用范圍。與低溫加工方法相比，本發(fā)明產(chǎn)品的性能穩(wěn)定，工藝方法簡單、能耗小。在150 、450ΜΙ^壓力下加壓7分鐘后，在190°C松弛熱處理不同時(shí)間后的PA66 的力學(xué)性能如下表
權(quán)利要求
1.一種通過高壓強(qiáng)迫變形增加PA66力學(xué)性能的方法，其特征在于是按照下述步驟實(shí)施的(1)將注塑、切割方法獲得結(jié)晶的PA66樣條剪切成與模具腔體相配合的形狀；(2)將剪切得到的PA66樣條放入模具的腔體中部，在0 240°C、0 IOGpa對樣條加壓 0 50min ；(3)將步驟(2)得到的樣條在50 240°C熱處理5 250min。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通過高壓強(qiáng)迫變形增加PA66力學(xué)性能的方法，其特征在于 所述步驟O)的溫度為50 200°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通過高壓強(qiáng)迫變形增加PA66力學(xué)性能的方法，其特征在于 所述步驟O)的壓力為50 800MPa。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通過高壓強(qiáng)迫變形增加PA66力學(xué)性能的方法，其特征在于 所述步驟O)的加壓時(shí)間為k 5min。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通過高壓強(qiáng)迫變形增加PA66力學(xué)性能的方法，其特征在于 所述步驟O)中模具腔體是長方體或者圓柱體或者六棱柱或者橢圓柱體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通過高壓強(qiáng)迫變形增加PA66力學(xué)性能的方法，其特征在于 所述步驟(3)中熱處理溫度為80 220°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通過高壓強(qiáng)迫變形增加PA66力學(xué)性能的方法，其特征在于 所述步驟(3)中熱處理時(shí)間為40 lOOmin。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種通過強(qiáng)迫固態(tài)流動(dòng)增加PA66力學(xué)性能的方法，屬于高分子材料的固態(tài)加工領(lǐng)域。是按照下述步驟實(shí)施的(1)將通過注塑、切割獲得結(jié)晶的PA66樣條剪切成與模具腔體相配合的形狀；(2)將剪切得到的PA66樣條放入模具的腔體中部后加熱加壓；(3)將步驟(2)得到的樣條熱處理5～250min。本發(fā)明通過使聚合物在模具中受壓力變形，改變了聚合物內(nèi)部兩相結(jié)構(gòu)的形狀和相對位置，從而獲得沖擊強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度提高的PA66樣品。本發(fā)明提高了PA66材料的力學(xué)性能(沖擊、拉伸性能)，擴(kuò)大了PA66材料的應(yīng)用范圍。與低溫加工方法相比，本發(fā)明產(chǎn)品的性能穩(wěn)定，工藝方法簡單、能耗小。
文檔編號B29B13/00GK102189618SQ20101012504
公開日2011年9月21日 申請日期2010年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月16日
發(fā)明者張旺璽, 楊凱, 潘瑋, 焦明立, 王志新, 蘇朝化, 裴海燕 申請人:中原工學(xué)院