尼龙66作为性能优异的工程塑料品种,在工业领域得到了广泛应用[1]。由于其具有的高电阻特性,使尼龙66物件与其他物质和材料接触或摩擦产生静电并不断积累[2],同时增强后由于表面粗糙度增加,会加大静电积累,从而引起尼龙66制品表面吸附灰尘,办公设备中的尼龙零部件由于静电导致损害,甚至会产生火花导致燃烧。为进一步满足市场对尼龙66材料专用特性的要求,须对尼龙66树脂进行改性,以大幅提高尼龙66树脂的导电性,将表面电阻降到109\(\Omega\)左右,同时又能保持其他物性指标。
《1 试验》
1 试验
试验所用原料主要有尼龙66干树脂及A,B,C3种抗静电剂、玻璃纤维及其他助剂。采用如图1所示的共混工艺即可荻得抗静电增强尼龙66。
《图1》
图1 抗静电增强尼龙制取工艺
Fig.1 The process of antistatic reinforced Nylon
将所制粒料干燥并在注塑机上注射成待测标准样条,按国家有关标准进行性能测试。
《2 结果与讨论》
2 结果与讨论
《2.1 抗静电剂的选择》
2.1 抗静电剂的选择
本试验采用表1所示的3种具有代表性的抗静电剂进行对比,以进行选择。
《表1》
表1 不同类型抗静电剂的抗静电性能
Table1 The antistatic properties of the different antistatic agent
从表1测试结果可知,A类季铃盖型阳离子型抗静电剂的试验结果不理想,这与其在尼龙66树脂275~285℃的高温下挤出产生分解有关,而B,C类即非离子型和阴离子型抗静电剂则表现出较好的抗静电性。
2.2 抗静电剂的复配
为了进一步提高抗静电效果,把B,C类抗静电剂按不同比例混合于含有35%玻纤的尼龙中,观其协同效果。试验结果示如表2。
《表2》
表2 抗静电复合体系的抗静电性能
Table2 The antistatic efficiency of the composite antistatic system
由表2可知,复合二元体系的抗静电效果更好,特别是B:C为2时,表面电阻下降一个数量级,说明阴离子型抗静电剂的抗静电性能更加突出。
《2.3 抗静电复合体系添加量对材料机械性能影响》
2.3 抗静电复合体系添加量对材料机械性能影响
把B:C为2的复合二元体系与玻纤含量5%的尼龙66树脂混合,随着抗静电复合体系添加量的增加,缺口冲击强度昌上升趋势,当添加量增至其与树脂混合体系的质量比为8%后趋于平缓(图2),说明抗静电复合体系起到了类似增塑剂作用。当添加量继续增大,则缺口冲击强度降低。表明过多的添加物在尼龙66抗静电增强材料中形成强度很低的缺陷区。
《图2》
图2 抗静电复合体系添加量对缺口冲击强度的影响
Fig.2 Effect of content of composite antistatic system on izod impact strength
《2.4 玻璃纤维添加量对材料机械性能的影响》
2.4 玻璃纤维添加量对材料机械性能的影响
把B:C为2的抗静电复合二元体系与基体尼龙66树脂组成其质量比为8%的体系。在混合体系中,随着玻璃纤维添加量的增大,抗静电增强尼龙66的机械性能呈上升趋势,但含量超过35%后,变化趋于平缓(图3,图4)。在加工过程中,玻纤含量过多,会造成聚合物熔体粘度大,不利于成型加工,且制品粗糙,甚至玻纤外漏,同时磨损设备。
《图3》
图3 玻纤含量对体系弯曲强度的影响
Fig.3 Effect of glass fiber content on the bending strength of composite system
《图4》
图4 玻纤含量对体系拉伸强度的影响
Fig.4 Effect of glass fiber content on the tensile strength of composite system
抗静电增强尼龙66主要技术性能示如表3。
《表3》
表3 抗静电增强尼龙66主要技术性能
Table3 The main technical characteristics of the prepared antistatic reinforced Nylon-66
《3 结论》
3 结论
1) 非离子型和阮离子型复合二元体系(1:2),对尼龙66复合共混材料的抗静电效果优于单一共混,协同效应明显。
2) 以玻璃纤维作为增强剂,既保持了抗静电性,机械性能又好,综合考虑以添加35%为佳。
3) 可根据用户的特定要求,针对性的生产不同性能指标的抗静电尼龙66树脂。
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