聚苯硫醚 (PPS) 树脂性能优良,为进一步增大材料的强度,通常将其与高强度高模量的玻璃纤维(GF)或无机矿物复合。GF 增强 PPS 复合材料具有强度高、耐热性好、收缩率和吸水率低的优点,可以在某些特定场合起到“以塑代钢”的效果。
PPS 分子结构中由于存在大量的苯环,粘流活化能较大,黏度受温度的影响大,挤出时具有一定的不稳定性。而 GF 的加入则会造成熔体黏度过大、GF 流动取向导致制品表面粗糙、加工性能变差,甚至收缩不均匀。因此寻找合适的填料,改善 PPS/GF 复合材料的加工性能,显得尤为重要。
实验中发现,将晶须加入 PPS/GF 复合材料后,挤出物表面明显光滑,注塑时会出现“流涎”现象,这说明材料的黏度有所降低,加工性能有所改善。针对上述现象,笔者通过毛细管流变仪,深入研究了实验温度、剪切速率和晶须用量对 PPS/GF 复合材料流变性能的影响,以期能在实际生产中起到一定的理论指导作用。
结论
(1) PPS/GF 复合材料的黏度随着剪切速率的增大而逐渐降低,呈现出明显的“剪切变稀”行为。随着GF 用量的增加,PPS/GF 复合材料的黏度逐渐升高,n 值逐渐降低。
(2) 当实验温度和剪切速率相同,晶须用量为 5份时,PPS/GF/CaSO 4 晶须复合材料的黏度最低,此后随着晶须用量的增加,复合材料的黏度逐渐升高,晶须用量为 30 份时,复合材料的黏度仍小于不加晶须时的 PPS/GF 复合材料。
(3) 随着实验温度的升高,PPS/GF/CaSO 4 晶须复合材料的黏度逐渐降低。
(4) 对于 PPS/GF=60/40,PPS 与 GF 总量为100 份的体系,当晶须用量为 5 份时,复合材料的结构黏度指数较低,复合材料的纺丝加工性能较好。复合材料的结构黏度指数在 310~315℃时下降幅度最小,有利于成型加工。
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