提速汽車輕量化從碳纖維復(fù)合材料突破
全球車用塑料的發(fā)展，已邁過改性塑料的**步、長(zhǎng)/短玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的**步，正邁出碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的第三步，準(zhǔn)備邁出天然植物纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的第四步。而我國(guó)還徘徊在**步與**步之間，單車用塑料量、以塑代鋼比例均低于歐洲、美國(guó)、日本等國(guó)家和地區(qū)。我國(guó)汽車尤其國(guó)產(chǎn)自主品牌車要在單車用塑料量指標(biāo)上趕超世界中上游水平，應(yīng)從碳纖維復(fù)合材料的應(yīng)用開發(fā)著手，做到規(guī)模使用。
美國(guó)杜邦 Crastin LW9330 PBT材料的共混改性研究
美國(guó)杜邦 Crastin LW9330 PBT綜合性能優(yōu)良，在電子電氣、機(jī)械、家用電器、汽車、儀器儀表等領(lǐng)域應(yīng)用十分普遍。目前，已成為發(fā)展迅速的五大工程塑料之一。然而，純PBT本身有某些缺點(diǎn)，例如，缺口沖擊強(qiáng)度不高、高溫下剛性差、阻燃性差。為了克服PBT性能的缺點(diǎn)，擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域，需要進(jìn)行改性。
PBT／ABS合金材料的性能與表征
ABS的力學(xué)性能、電性能、化學(xué)穩(wěn)定性好，耐沖擊，廣泛應(yīng)用于工程塑料抗沖改性。通過將ABS與PBT共混，利用PBT的結(jié)晶性和ABS的非結(jié)晶性特征，降低脆韌轉(zhuǎn)變溫度，能夠克服PBT的低溫脆性，同時(shí)可以使共混物保持拉伸性能和良好的熱性能，使材料具有一種形狀以及優(yōu)異的穩(wěn)定性和耐化學(xué)性。共混改性后的PBT在室溫及低溫沖擊性能方面有明顯加強(qiáng)。
RDP阻燃劑對(duì)美國(guó)杜邦 Crastin LW9330 PBT材料性能的影響
芳基磷酸酯阻燃性能優(yōu)異，同時(shí)具有塑化和增韌的效果，其比鹵素阻燃劑產(chǎn)生更少的腐蝕性氣體和毒性氣體，完全實(shí)現(xiàn)阻燃無鹵化。RDP阻燃劑具有清潔、高效、**環(huán)保、價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)。磷酸酯是應(yīng)用*廣泛的有機(jī)磷系阻燃劑，第2代磷酸酯系列的阻燃劑(四苯基間苯二酚二磷酸酯)發(fā)展起來，其優(yōu)點(diǎn)是相對(duì)分子質(zhì)量大、熱穩(wěn)定性高、阻燃效率更高，能夠明顯改善樹脂基體的熱穩(wěn)定性和阻燃效果。本實(shí)驗(yàn)從環(huán)保、加工性、阻燃效果角度考慮，選定RDP為本次實(shí)驗(yàn)的阻燃劑，來改善PBT樹脂材料的阻燃性能。
隨著RDP用量的增加，PBT材料的極限氧指數(shù)逐漸升高。當(dāng)加入10％的RDP時(shí)，極限氧指數(shù)達(dá)到24．0％，比未加入阻燃劑時(shí)提高了9％。材料受熱時(shí)，RDP分解生成含氧酸的黏稠物質(zhì)，成為覆蓋在材料表面焦炭層的液態(tài)膜，使焦炭層的透氣性下降，從而阻止其繼續(xù)氧化，達(dá)到了阻燃效果。
RDP用量對(duì)PBT材料沖擊強(qiáng)度的影響，隨著RDP含量增加，美國(guó)杜邦 Crastin LW9330 PBT復(fù)合材料的缺口沖擊強(qiáng)度先下降后上升；加入10％RDP時(shí)，PBT復(fù)合材料的缺口沖擊強(qiáng)度*高，其數(shù)值略高于純PBT的缺口沖擊強(qiáng)度；在加入RDP 8％時(shí)，缺口沖擊強(qiáng)度達(dá)到*低值后上升。
RDP用量對(duì)美國(guó)杜邦 Crastin LW9330 PBT熱變形溫度的影響
與純的PBT相比，加入RDP后，PBT材料的熱變形溫度出現(xiàn)逐漸降低趨勢(shì)。這可能是因?yàn)椋琑DP不但有阻燃的效果，而且有一定的增塑作用，使其熱變形溫度降低。在RDP質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12％時(shí)，熱變形溫度大幅度增加。這可能是混料的不均勻或者樣條注射成型時(shí)保壓時(shí)間不夠造成的。總體而言，阻燃劑RDP的加入使得PBT的熱變形溫度降低了。
結(jié)論
確定了添加阻燃劑RDP的PBT材料的加工工藝，分別制備出了含有不同RDP質(zhì)量分?jǐn)?shù)的PBT復(fù)合材料。對(duì)標(biāo)準(zhǔn)樣條進(jìn)行了性能測(cè)試，為以后的相關(guān)研究奠定了初步基礎(chǔ)。美國(guó)杜邦 Crastin LW9330 PBT阻燃效果隨阻燃劑RDP的添加量增加而增大，當(dāng)加入10％的RDP時(shí)，極限氧指數(shù)達(dá)到24．0％，比未加入阻燃劑時(shí)提高了9％。當(dāng)加入12％的RDP時(shí)，極限氧指數(shù)達(dá)到24．3％。然而，加入RDP后，材料的力學(xué)性能有所下降。添加6％RDP的PBT的缺口沖擊強(qiáng)度相比純PBT分別下降了5．56％，拉伸強(qiáng)度降低22．3％，斷裂伸長(zhǎng)率由235．9％降到了42．3％，彎曲模量和抗彎強(qiáng)度分別降低29．1％和16．3％。在熱變形溫度上也出現(xiàn)比較明顯的變化，添加6％RDP的PBT的熱變形溫度為70．2℃，下降了16．3％。因此，PBT中加入RDP作為阻燃劑，雖然可以改善其阻燃性能，但會(huì)導(dǎo)致力學(xué)性能的惡化。