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优劣尼龙66隔热条物理性能分析

来源:中国门窗&配套材料网收集整理  作者:*  日期:2013-4-28
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  摘要:本文对劣质隔热条与优质隔热条进行多项性能测试,分析了室外暴露时间对优劣隔热条物理性能的影响。
  关键词:尼龙66 隔热条
  近年来,低碳环保、绿色经济等概念的提出以及国家建筑节能法规相继出台推动了隔热门窗幕墙行业的发展。作为隔热铝幕墙的配件—尼龙66隔热条也得到了迅速发展。近几年来,国内尼龙66增强复合材料挤压技术不断成熟使得国内隔热条产品质量有了较大的提升。但是,国内绝大部分厂家为了降低成本,仍然采用废旧尼龙66来生产隔热条。众所周知,热塑性塑料每经过一次回炉其物理力学性能耐老化性能都大大降低。废旧尼龙66原料成本低,加工温度范围大,高分子链断裂使得分子量分布范围宽,最终导致其物理力学性能(如:抗拉强度抗冲击强度、耐高低温性能、耐老化性能等)不稳定。隔热条作为隔热铝型材结构件连接件,其质量决定隔热铝门窗幕墙的安全性。本文对劣质隔热条与优质隔热条的力学性能进行了研究,分析了二者之间的差异。

  1  试验部分
  1.1  测试性能用样品的准备
  优质隔热条自制,型号I-14.8,编号为a,使用杜邦尼龙101L及巨石988A玻璃纤维,同时添加抗氧剂耐水改性剂MPP、偶联剂、抗老化剂、增韧剂扩链剂成核剂色母助剂

   劣质隔热条是收集到的市面上售价约1.00元/米,I-14.8隔热条,编号为b。由尼龙66原料的成本计算,此类隔热条是采用废旧尼龙66生产的。

  1.2  测试设备与仪器
  电子万能拉力机,CMT4104型,美国MTS工业系统有限公司(原深圳新三思)
  SEM扫描电镜,JSM6510型,深圳瑞盛科技有限公司
  体式显微镜,SMZ-T2型,重庆奥特光学仪器有限公司
  1.3  性能测试及对样品观察与分析
  性能按GB/T23615.1-2009测试,对样品的拉伸断面及灰分进行SEM扫描分析及体式显微镜照相分析。

  2  结果讨论
  2.1  室外放置时间对隔热条尺寸的影响

  图1显示了两组隔热条样品在室外暴露14个月后尺寸变化的区别,杜邦101L尼龙66生产的a组隔热条尺寸膨胀了0.453%,废旧尼龙66生产的b组隔热条尺寸膨胀了0.757%。配方所添加的耐水解改性剂在一定程度上降低了PA66与玻纤之间的界面张力,增强了PA66与玻纤之间的结合力,使得空气中的水分子难以进入PA66与玻纤的缝隙中,提高了隔热条的抗吸水能力[1]。

  2.2  室外放置时间对隔热条横向抗拉强度的影响
  图1显示了两组隔热条样品在室外暴露14个月后尺寸变化的区别,杜邦101L尼龙66生产的a组隔热条尺寸膨胀了0.453%,废旧尼龙66生产的b组隔热条尺寸膨胀了0.757%。配方所添加的耐水解改性剂在一定程度上降低了PA66与玻纤之间的界面张力,增强了PA66与玻纤之间的结合力,使得空气中的水分子难以进入PA66与玻纤的缝隙中,提高了隔热条的抗吸水能力[1]。

  2.2  室外放置时间对隔热条横向抗拉强度的影响

  图2表明在室外暴露36个月经受老化、湿热等条件后横向抗拉强度性能的变化曲线,a组隔热条横向抗拉强度的保持率为63.72%,b组隔热条横向抗拉强度的保持率为48.79%,随着暴露时间的延长,样品a的力学性能保持率高于样品b,保持率越高,其产品的力学性能随着时间的降低就越小。原因在于尼龙66即使在没有氧气存在的情况下,也会发生因聚酰胺化学结构变化引起的各种老化,隔热条在加工过程或者在室外暴露过程中由尼龙分子链的末端氨基相互作用产生仲氨基和叔氨基或由于氨解、酸解和水解而引起降解。废旧塑料经过多次加工,同时耐水侵蚀能力弱,导致耐其老化性能大大降低。

  2.3  隔热条断口形貌SEM观察

  从图3中可以看出a组样品在拉断时玻纤拔出较少,说明尼龙树脂与玻纤界面结合良好,玻纤增强的效果较好,同时玻纤在尼龙基体中的分散较均匀,PA66基体密实,基本无空洞,隔热条力学性能较好。b组样品玻纤拔出较多,玻纤分散不均,尼龙基体有空洞,断裂层明显[2],导致隔热条脆性大,力学性能波动大,特征值低。

  2.4  断面及灰分照片观察

  图4显示了a、b两组隔热条断面结构有较大的差异,a组内部结构致密,玻纤横向和纵向排布均匀。b组断面结构有较多的气泡,气泡表面光滑说明隔热条的原料杂质或低分子挥发物产生的气泡属于熔体破裂现象。

  从图5中可看出a组玻纤灰分长度分布均匀,玻纤细长透明,无其他杂质。b组玻纤灰分有明显的无机填料

  3  结论
  (1)隔热条尺寸随着室外放置时间的延长导致吸水增加,尺寸增大,质量越优的原料抗吸水能力越强其尺寸膨胀也越小。

  (2)隔热条的拉伸强度随着室外放置时间的延长而降低,质量越优的原料其抗老化及抗湿热能力越好,强度的降低量也越小。

  (3)隔热条在加工过程中尼龙66原料的质量对产品的内部结构起着关键性作用,含有杂质的原料在加工过程中熔体容易破裂,制得的产品内部缺陷大。

  参考文献:

  [1] 张伟,别群梅等.耐水解(醇解玻璃纤维增强尼龙66的研究.工程塑料应用,2006,34(9):13.
  [2] 谭亮红,欧阳振中等.玻纤增强尼龙66产品性能差异原因分析.现代塑料加工应用,2004,16(2):33~34.

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