关于玻纤增强PPR阻光管的调研报告.pptx
玻纤增强PPESK复合材料及其性能研究
玻纤增强PPESK复合材料及其性能研究王桂梅,蹇锡高,廖功雄,何 伟,靳奇峰(大连理工大学高分子材料系,辽宁大连116012)摘 要:以溶液共混-共沉淀的方式制备了玻纤增强含二氮杂萘联苯结构的聚醚砜酮(PPESK)复合材料;考察了两种长度的玻纤对GF/PPESK复合材料力学性能的影响,并以较长的玻纤为例,通过SEM对复合材料的形态进行观察,用DSC和TG A对其热性能进行分析,同时分析偶联剂在复合材料中的作用。
结果表明:较长的玻纤更有利于提高复合材料的力学性能;当GF含量为20%时,两种GF/PPESK复合材料的力学性能都达到最大。
偶联剂的加入对于改善玻纤与PPESK的界面粘结、提高玻纤对PPESK的增强效果具有重要作用。
随着玻纤含量的增加,复合材料的玻璃化转变温度和热降解温度都不同程度地提高。
关 键 词:玻璃纤维;聚醚砜酮;增强;复合材料中图分类号:TQ326.9 文献标识码:B 文章编号:1001Ο9278(2004)02Ο0040Ο04Study on G lass Fiber R einforced Poly(phthalazinone ethersulphone ketone)CompositesWAN G Gui2mei,J IAN Xi2gao,L IAO G ong2xiong,HE Wei,J IN Qi2feng (Dept of Polym Mater,Dalian University of Technology,Dalian116012,China)Abstract:G lass fiber(GF)reinforced poly(phthalazinone ether suphone ketone)composites were pre2 pared by solvent2coprecipation.Morphology and thermal properties of the composites were investigated by means of scanning electron microscopy,differential scanning calorimetry and thermogravimetric anal2 ysis.The effect of silane coupling agent,the content and species of GF on mechanical properties were al2 so studied.The results show that the addition of silane coupling agent is beneficial in improving the inter2 facial adhesion and mechanical properties of GF/PPESK composites.When the content of GF is20%, the composite exhibits the best mechanical properties.Thermal performance is also improved by adding GF to PPESK,resulting in the rise of T g and heat degradation temperature.K ey w ords:glass fiber;poly(phthalazinone ether sulphone ketone);reinforcement;composite 玻纤增强复合材料被广泛应用于电子、电器、航空等高新技术领域,特别是玻纤增强高性能热塑性复合材料克服了热固性复合材料损伤容限低、耐热性不高的缺点,近年来得到了快速发展[1,2]。
低含量短玻纤双向增强HDPE_PP管的研制
!"" #左右。
图% 剪切套转速对轴向拉伸强度的影响
从图 % 可以看出： 在不同转速及温度下， 管材 的 轴 向 拉 伸强度绝大多数都大于 +% ,-. ， 这样高的强度， 虽然有玻纤 增强的贡献， 但拉伸应力场的引入对纤维和分子链沿轴向取 向度的提高也是一个主要因素。而且， 随着剪切套转速的加 大， 管材最终的轴向拉伸强度大体上是缓慢增加的 （除个 别 波动点外） ， 但改变的幅度均不大。这些现象说明， 在引入剪 切和拉伸双向应力场后， 可同时实现管材轴向拉伸强度的小 幅增强。 从图 % 还可以看出， 当剪切应力场的温度在 !"" # 以内 时， 各条强度线互相交错缠结， 而温度达到 !/" # 时的强度 线却处于各条强度线之下。这说明剪切应力场温度在 !"" # 以内时， 温度对轴向拉伸强度基本没有太大影响， 但当温 度 超过 !"" # 以后， 随着温度的上升， 由于大分子和纤维等解 取向的加剧， 轴向拉伸所获得的增强效果就越容易丧失。因 此要获得管材最大轴向拉伸强度的剪切应力场段 的 挤 出 温 度应控制在 !"" #以内。
（& ） 在聚乙二醇和丙烯酸的酯化反应中， ’$不影响下一步减水剂接枝
共聚。催化剂的最佳用量控制在丙烯酸摩尔数的 &+ 左右较 为理想。 （* ） 在酯化反应中， 醇酸摩尔比为 &,&-* 时生成的酯化产 物—— —聚乙二醇单丙烯酸酯 （./0） 最为理想， 同时酯化反应 温和， 酯化速度容易控制。 （% ） 采用丙烯酸全连续滴加的反应模式对 ./0 的生成更 为有利， 在酯化温度为 12345 6 、 酯化时间为 134 7 以及甲 苯回流除水等酯化工艺条件下，合成的 ./0 酯化率在 42+ 左右。 ・ *\・
玻璃纤维增强塑料分析
玻璃纤维增强塑料分析
一、介绍
玻璃纤维增强塑料（简称GF-PP）是一种由聚酯模塑玻璃纤维混合制
成的新型复合材料。
其特点是具有优异的力学性能和化学稳定性，在汽车、航空航天、电子信息、电子、机械和其他极端工况中能够提供良好的结构
安全性。
玻璃纤维增强pp具有高抗拉强度、高抗弯强度、抗冲击性能好
和耐磨损性等特点，因此，玻璃纤维增强塑料广泛应用于航空航天、汽车、电子信息、电子、机械等领域。
二、基本结构
GF-PP复合材料的主要组成成分是玻璃纤维和聚酯模塑料，即把一支
支玻璃纤维混合到塑料中，形成一种新型的复合材料。
玻璃纤维的适宜分
散混合，增加了塑料的强度和刚度，从而提高了塑料的机械性能。
玻璃纤
维混合物的形态有两种：一种是在塑料基体中交叉分布的短纤维，另一种
是在塑料基体中相对稳定分子层的长纤维，玻璃纤维和聚酯模塑料之间形
成的界面形成了复合材料的基本结构。
三、性能特点
GF-PP复合材料具有优异的力学性能和化学稳定性，通常可以提供良
好的结构安全性，能够承受极端工况的环境中，在这一点上比一般常规塑
料更有优势。
在汽车、航空航天、电子信息、电子、机械等行业中有广泛
的应用。
怎样改性玻纤增强PP材料
汽车水室材料早期采用玻纤增强PA66方案。
有关不同材料（PA66/聚邻苯二甲酰胺/聚苯醚等）影响耐冷却液后力学性能和尺寸的研究较多，对玻纤增强聚丙烯的研究主要集中在材料的常规力学和结晶行为。
玻纤增强聚丙烯材料具有质轻、低碳环保的优势，具有较高的研究价值。
虽然玻纤增强聚丙烯材料在常温下具有较好耐冷却液性能，但是对耐高温冷却液性能的影响研究较少。
本文主要研究玻纤增强聚丙烯材料耐高温冷却液后拉伸强度保持率的影响因素，初步考察了不同组分对玻纤增强聚丙烯材料耐高温冷却液老化性能的影响。
聚丙烯基体树脂对耐冷却液性能的影响冷却液由水、防冻剂和各种添加剂组成。
水的比热容较大并且热传导系数高，被水吸收的热量容易散发，因此水作为冷却液使用具有很多优点。
实验中使用日产专用冷却液LLC，冰点温度为-35℃。
玻纤增强聚丙烯材料的主要成分为聚丙烯树脂和短切玻纤。
其中基体树脂的性能是玻纤增强聚丙烯材料性能的主要影响因素之一，所以实验中选择不同流动速率和结晶度的聚丙烯树脂。
由表2可以看出：虽然配方1#和配方2#的聚丙烯树脂MFR 相同，但是由于基体树脂聚丙烯2是高结晶聚丙烯，所以配方2#的常温拉伸强度由104MPa 提高至114MPa ，弯曲强度和模量由147MPa 和6450MPa 提升到157MPa 和7060MPa 。
在材料耐冷却液性能保持率方面，树脂流动性对耐冷却液老化性能的影响不明显。
由图1可以看出：高结晶树脂（配方2#）的耐冷却液老化后性能保持率较高，保持率为84%。
配方3#相比于配方1#的老化后性能保持率较高。
不同接枝物含量对耐冷却液性能的影响玻纤增强聚丙烯材料中主要成分为聚丙烯树脂和短切玻纤，但玻纤和聚丙烯树脂间之间的界面必须使用马来酸酐接枝物作为相容剂提升材料的力学性能，所以接枝物也是性能影响的主要因素之一。
开展了不同接枝物含量对材料初始力学性能和冷却液老化后性能保持率实验，具体实验配方见表3。
表4是不同含量接枝聚丙烯下材料的力学性能的测试数据，图2是不同接枝物含量下材料的老化性能保持率。
关于玻纤增强PP-R阻光管的调研报告PPT(19张)
（玻纤增强PP-R复合管生产工艺图） 注：双机共挤就是内、外层用一台挤出机挤出，其余设备情况基本相同 综合考虑设备成本、生产空间等因素，我司生产玻纤增强PP-R阻光管 还是选用双机共挤工艺为宜。
三、玻纤增强PP-R复合管国内相关设备厂家和生产 厂家情况
从04、05年开始，国内开始有厂家生产玻纤增强PP-R 复合管，到现在已经形成了相当规模的市场，军星、伟 星、金德、瑞河等企业都已有了比较稳定的生产线。据 我们了解，军星的生产线是由潍坊凯德提供的，为双机 共挤；而伟星的设备是成都金石的，是三机共挤。这两 家设备供应商各有特点，也都有一定的经验，我们分别 向他们咨询了玻纤增强PP-R复合管的生产和销售情况。
二、玻纤增强PP-R阻光管的生产设备和工艺
目前国内玻纤增强PP-R复合管生产工艺根据挤出设备 数量不同可分为两类：双机共挤和三机共挤，区别即在 于管材内外层是由一台挤出机挤出，还是由两台挤出机 分别挤出。工艺图中列出了三机共挤的主要流程，玻纤 增强层可利用专用螺旋三层共挤复合模具与内外层一次 挤出成型。因模具采用螺旋式流道，使增强纤维按照一 定螺旋角排布，从而保证中间层的增强作用。
四、玻纤增强PP-R复合管的国内相关标准及其与 普通PP-R管、PP-R塑铝稳态复合管的对比情况
鉴于玻纤增强PP-R复合管的迅猛发展态势，建设部已 于2007年发布了《CJ/T 258-2007 纤维增强无规共 聚聚丙烯复合管》城镇建设行业标准。该标准规定了纤 维增强无规共聚聚丙烯复合管（简称为F-PPR管）的材 料、使用条件级别、产品分类、管系列S值、要求、检 验规则等要素。 下表为该标准与普通PP-R管、PP-R塑铝稳态复合管标 准（GB18472.2-2002、CJ/T 210-2005）中规定 的管材物理力学性能对比：
玻纤增强聚丙烯复合材料性能研究
40Vol.36 No.8 (Sum.196)Aug 2008理论与研究文章编号：1005-3360（2008）08-0040-05摘 要 :研究了玻纤（GF ）、SEBS 和聚丙烯接枝马来酸酐（PP-g-MAH ）用量对GF 增强聚丙烯复合材料性能的影响，以及PP/GF （65/35）、PP-g-MAH /PP/GF （15/65/35）的微观形态。
结果表明：随着GF 用量的增加，复合材料的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量增加，断裂伸长率降低，冲击强度先减小后增大，PP/GF 复合材料断面呈脆性断裂；在PP/GF 中添加增韧剂SEBS 可以提高复合材料的冲击强度，但拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度和弯曲模量均减小；在PP/GF 中添加增容剂PP-g-MAH ，可使其拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度、弯曲模量和冲击强度均得到提高，当PP-g-MAH/PP/GF 为15/65/35时，复合材料性能优异，材料断面呈韧性断裂。
玻纤增强聚丙烯复合材料性能研究Study on Properties of Glass Fiber Reinforced PolypropyleneComposite聚丙烯（PP ）具有良好的性能，且密度小，成本低，产量大，性价比高，化学稳定性好，易于加工成型和可回收利用。
然而PP 的成型收缩率大，对缺口十分敏感，低温易开裂，冲击性能差，限制了其在一些场合的应用。
为了改善PP 的性能，进一步扩大PP 的使用范围，本文通过玻纤（GF ）、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SEBS ）和聚丙烯接枝马来酸酐（PP-g-MAH ）对PP 的改性研究，制得了性能优异的GF 增强PP 复合材料。
1 实验部分1.1 主要原料2008年 8月 第36卷 第8期（总第196期）玻纤增强聚丙烯复合材料性能研究聚丙烯（PP），K8303，北京燕山石化公司；玻纤（GF），ER-12-988，浙江桐乡巨石集团公司；聚丙烯接枝马来酸酐（PP-g-MAH），接枝率0.7%，熔体流动速率12g/10min，南京聚隆化学公司；SEBS，HY-502，巴陵石化有限公司。
玻纤增强PP的特性
玻纤增强PP的特性PP加玻纤，通常，PP材料的拉伸强度在20M~30MPa之间，弯曲强度在25M~50MPa之间，弯曲模量在800M~1500MPa之间。
如果要想把PP用在工程结构件上，就必须使用玻璃纤维进行增强。
PP加玻纤，通过玻璃纤维增强的PP产品的机械性能能够得到成倍甚至数倍的提高。
具体来说，拉伸强度达到了65MPa~90MPa，弯曲强度达到了70MPa~120MPa，弯曲模量达到了3000MPa~4500MPa，这样的机械强度完全可以与ABS及增强ABS产品相媲美，并且更耐热。
PP加玻纤，一般ABS和增强ABS的耐热温度在80℃~98℃之间，而玻璃纤维增强的PP材料的耐热温度可以达到135℃~145℃。
增强改性PP所用的玻璃纤维，要求长度为0．4～0．6ram，若长度小于0．04mm，玻璃纤维只起填充作用而无增强效果，发达国家都在开发长丝增强注射材料。
玻璃纤维含量在40％(质量分数)含量内，玻璃纤维含量越高，PPR弹性模量、抗张、抗弯强度也越高。
但一般不能超过40％，否则流动量下降，失去补强作用，一般在10％～30％。
PP填充改性，在PP中加入一定量的无机矿物，如滑石粉、碳酸钙、二氧化钛、云母等，可提高刚性，改善耐热性与光泽性；填加碳纤维、硼纤维、玻璃纤维等可提高抗张强度；填加阻燃剂可提高阻燃性能；填加抗静电剂、着色剂、分散剂等可分别提高抗静电性、着色性及流动性等；填加成核剂，可加快结晶速度，提高结晶温度，形成更多更小的球晶体，从而提高透明性和冲击强度。
因此，填充剂对提高塑料制品的性能、改善塑料的成型加工性、降低成本有显著的效果。
玻纤增强PP的应用PP作为四大通用塑料材料之一，具有优良的综合性能、良好的化学稳定性、较好的成型加工性能和相对低廉的价格；但是它也存在着强度、模量、硬度低，耐低温冲击强度差，成型收缩大，易老化等缺点。
因此，必须对其进行改性，以使其能够适应产品的需求。
对PP材料的改性一般是通过添加矿物质增强增韧、耐候改性、玻璃纤维增强、阻燃改性和超韧改性等几个途径，每一种改性PP在家用电器领域都有着大量应用。
玻纤增强PP复合材料的制备及其性能研究
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通过这两家设备企业，我们了解到中间的玻纤增强层都 是以PP-R为基材，混合一部分玻纤生产出粒料进行挤 出的，市场上有专门销售这种粒料的企业，一些较小规 模的厂家就直接从其购买粒料生产。比如我们联系到的 威海联桥，军星开始就是从其购买粒料进行生产的，现 在军星有自己的造粒设备，但也从联桥购买部分粒料。 联桥表示其生产的粒料约含有30%的玻纤成分，但据 我们自己测定军星的玻纤增强层中玻纤含量只有7.5% 左右，军星可能向粒料中加入了一些PP-R回料以获得 更高的利润。我们也可考虑自己造粒，在PP-R中添加 一定量的玻纤和阻光剂，制得附加值更高的玻纤增强 PP-R阻光管，同时也有利于控制质量和节约成本。
玻纤增强PP-R复合管可以明显降低线性膨胀系数，大大减少管卡的 使用，使管材明装时的支撑距也进一步加大，而且减少了PP-R产品 容易出现的变形情况。其玻纤增强层的作用，使管材纵向收缩大大 减少，不仅增加了管材的刚度，使管材的悬垂度减小；而且又使管 材耐压强度提高了25-30%，使PP-R管材的综合性能明显提升。
为此，国内众多厂商结合金属与塑料的特性开发了诸如： PP-R稳 态复合管， PP-R钢塑复合管等减小PP-R线性膨胀系数的复合型 管材。
不同于其它硬性复合PP-R塑料管材的是，玻纤增强PP-R复合管是通 过三层共挤的方式，一次性将具有较低线膨胀系数的玻纤增强粒料 ，与内外层PP-R原料复合成为一体的管材。中间层即成为玻纤增强 层。由于该加强层的基材也同为PP-R材料，故内、外层与加强层以 完全融合的方式形成真正的整体结构。管材内层、加强层和外层之 间无界面存在，从而克服了其它增强管分层的弊端。同时，这种管 材内、外层都是普通PP-R，因此这种管材又继承了现有普通PP-R管 易连接等优点，采用现有普通PP-R管材的安装焊接与施工方式，可 与现用PP-R热熔承插管件连接，不会带来额外的施工安装成本。
四、玻纤增强PP-R复合管的国内相关标准及其 普通PP-R管、PP-R塑铝稳态复合管的对比情况
鉴于玻纤增强PP-R复合管的迅猛发展态势，建设部已 于2007年发布了《CJ/T 258-2007 纤维增强无规共 聚聚丙烯复合管》城镇建设行业标准。该标准规定了纤 维增强无规共聚聚丙烯复合管（简称为F-PPR管）的材 料、使用条件级别、产品分类、管系列S值、要求、检 验规则等要素。
测试条件
标准要求
135±2℃
≤2%
135±2℃
≤2%
20℃，1h， 16.0MPa
1）潍坊凯德称其在04年就已开始研发玻纤增强PP-R复合管的生 产设备，是国内最早拥有此项技术的厂家，其设备除在军星使用 外，还有在北京、山西、河南等地都有管材企业购买了他们的产 品，生产比较稳定。 凯德方面表示他们的双机共挤设备比三机共挤在生产上更易控 制，运行更稳定，生产速度不逊于普通PP-R管（直径20管材可达 到12m/min）。一般内、外、玻纤增强层厚度各占壁厚的1/3， 也可根据实际需要进行调整。
二、玻纤增强PP-R阻光管的生产设备和工艺
目前国内玻纤增强PP-R复合管生产工艺根据挤出设备 数量不同可分为两类：双机共挤和三机共挤，区别即在 于管材内外层是由一台挤出机挤出，还是由两台挤出机 分别挤出。工艺图中列出了三机共挤的主要流程，玻纤 增强层可利用专用螺旋三层共挤复合模具与内外层一次 挤出成型。因模具采用螺旋式流道，使增强纤维按照一 定螺旋角排布，从而保证中间层的增强作用。
下表为该标准与普通PP-R管、PP-R塑铝稳态复合管标 准（GB18472.2-2002、CJ/T 210-2005）中规定 的管材物理力学性能对比：
项目 纵向回缩 率
静液压试 验
静液压状 态下热稳 定性试验 熔体质量 流动速率 冲击试验 轴向线膨 胀系数
PP-R管
测试条件
标准要求
玻纤增强PP-R复合管
在玻纤增强PP-R复合管的基础上，我们采用高性能阻光 剂，使玻纤增强层兼具了阻光效果，从而有效解决了传 统PP-R管材透光、透氧的缺陷，杜绝管道内因光源的进 入与菌类发生光合作用而滋生的藻类和青苔，也杜绝了 管道系统由于光、热、氧作用对系统内金属材料的腐蚀 ，延长金属产品（如水龙头、散热器等）的使用寿命。 这一新型管材（暂命名为“玻纤增强PP-R阻光管”）有效 解决了水质的二次污染，真正为实现管道清洁、水源净 化提供了有力保障。
（玻纤增强PP-R复合管生产工艺图） 注：双机共挤就是内、外层用一台挤出机挤出，其余设备情况基本相同
综合考虑设备成本、生产空间等因素，我司生产玻纤增强PP-R阻光管 还是选用双机共挤工艺为宜。
三、玻纤增强PP-R复合管国内相关设备厂家和生产 厂家情况
从04、05年开始，国内开始有厂家生产玻纤增强PP-R 复合管，到现在已经形成了相当规模的市场，军星、伟 星、金德、瑞河等企业都已有了比较稳定的生产线。据 我们了解，军星的生产线是由潍坊凯德提供的，为双机 共挤；而伟星的设备是成都金石的，是三机共挤。这两 家设备供应商各有特点，也都有一定的经验，我们分别 向他们咨询了玻纤增强PP-R复合管的生产和销售情况 。
玻纤增强PP-R阻光管调研报告
天津中财 —刘沛然
一、玻纤增强PP-R阻光管产品简介
PP-R管材最大的用途在于输送冷、热水，其安装与焊接的可靠性 得到了广大客户的认可。与一般塑料管道相比，PP-R管道系统具 有优良的耐高温性能，可以代替热镀镀锌钢管，应用于热水供水 及采暖系统。但与金属管道相比，PP-R管具有较大的线性膨胀系 数，如果处理不当，会造成不小的麻烦。例如：严重形变，影响 美观；金属丝扣连接处渗漏等弊端，设计安装中一般采用膨胀器 等方式予以补偿。但这一问题还是限制了PP-R管材的应用前景。