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1、复合型材料探究 摘要磁性高分子材料主要是指在塑料或橡胶中添加磁粉和其他助剂，均匀混合后加工而成的一种复合型材料。广泛应用于冰箱、冷藏柜、冷藏车的门封磁条，标识教材，广告宣传，电子工业以及生物医学等领域，是一种重要的功能材料。 本文综述了以PA66与磁粉通过混合黏结组成的复合型高分子材料。介绍了合成此磁性复合型高分子材料的仪器、制备方法、 结构及性能，研究了不同磁粉含量切片进行其流变性和热机械，以及影响流变性和热机械的因素。并对此磁性高分子材料的应用进行了介绍。关键词磁性高分子材料/制备/性能/应用EXPLORE OF PA66 / MAGNETIC POWERCOMPOSITE MATERIA
2、LSABSTRACTMagnetic polymer materials is to add the powder and other additives, processed from a composite material in the mixture evenly in a plastic or rubber. Widely used in refrigerators, refrigerated cabinets, refrigerated trucks, the magnetic stripe of the door seal, logo materials, advertising
3、, electronic industry and biomedical fields, is an important functional materials. This paper summarizes the PA66 and magnetic powder mixed adhesive composite polymer materials. Describes the synthesis of magnetic composite polymer materials, equipment, preparation methods, structure and properties
4、of different magnetic particle content slice rheology and thermo-mechanical, as well as affect the rheology and thermo-mechanical factors. This application of the magnetic polymer material was introduced.KEY WORDSmagnetic polymer , preparation , performance , applicationI1材料与仪器介绍1.1材料介绍1.1.1PA66PA66
5、又称尼龙66，聚己二酰己二胺，英文名：Polyamide 66，缩写nylon 66。 PA66是PA系列中机械强度最高、应用最广的品种,因其结晶度高,故其刚性、耐热性都较高。广泛用于制造机械、汽车、化学与电气装置的零件，如齿轮、滚子、滑轮、辊轴、泵体中叶轮、风扇叶片、高压密封围、阀座、垫片、衬套、各种把手、支撑架、电线包层等。亦可制成薄膜用作包装材料。此外，还可用于制作医疗器械、体育用品、日用品等1。1.1.2磁粉磁粉，英文：Magnetite Powder。 呈球形或卵形并具有软磁性的耐热金属粉末，具有良好的耐热性、耐磨性、导热性和化学稳定性。带有磁性，制作钢灰、灰黑色的颜料,色泽浓厚、庄
6、重,抗风化,抗腐蚀,耐酸、碱性强。1.1.3磁性高分子复合型磁性高分子材料主要是指在塑料或橡胶中添加磁粉和其他助剂，均匀混合后加工而成的一种复合型材料。复合型磁性高分子材料根据磁性填料的不同可以分为铁氧体类、稀土类和纳米晶磁粒类。根据不同方向上的磁性能的差异，又可以分为各向同性和各向异性磁性高分子材料2。磁性材料是当前仅次于半导体材料的在高新技术与传统技术中都具有广泛应用的一类功能材料。磁性高分子材料兼具磁铁和高分子材料的双重特点，拥有加工方便、属于软磁、介电性能、好密度低等的优点，是一种新型的复合型材料3。图1-1纳米二氧化硅颗粒均匀分布在高分子材料中1.2主要仪器介绍1.2.1GR20流变
7、仪图1-2 GR20流变仪1.2.1.1主要用途毛细管流变仪用于测试热塑性材料及弹性体的加工性能，主要测试的是黏度随剪切速率的变化曲线，优化塑料原料的加工生产工艺，为生产和研究开发提供非常重 要的科学依据。1.2.1.2 主要特点描述1.2.1.3表1-1主要参数描述样品种类高分子粉料和粒料仪器的测量范围动态速率范围1:800,000, 最大力值 20KN柱塞测试速度最大速度40mm/s样品量低于 40g样品预处理制成颗粒状或粉状，吸湿性材料要预先干燥处理温度范围60400温度分辨率0.01 分析自动化程度自动测试、自动计算、自动绘图、自动存储数据外部条件要求电源 220V，50Hz，功率 5
8、KW品牌GOTTFERT（德国）1.2.2SJSZ-10微型双螺杆挤出机 图1-3 SJSZ-10微型双螺杆挤出机1.2.2.1主要用途JSZ-10实验室微型双螺杆挤出机只需少量的物料即可进行试验，特别适合高校和企业研发部门的对高分子和其它材料的实验室研究工作需要1.2.2.2主要特点描述表1-2主要参数描述生产能力：1 Kg/h螺杆直径：10-20 mm类型：单螺杆螺杆数量：2外形尺寸：710380240 mm品牌：武汉瑞鸣1.2.3真空干燥箱图1-4真空干燥箱1.2.3.1主要用途长方体工作室，使有效容积达到最大，微电脑温度控制器，控温精确可靠。钢化双层玻璃门观察工作室内物体。箱内闭合松紧
9、能调节，整体成型的硅橡胶门密封圈，确保箱内高真空度。储存、加热、试验和干燥都是在没有氧气环境里进行，不会氧化。1.2.3.2主要特点描述表1-3主要参数描述型号:DZF6020真空度:133Pa内丹尺寸长宽高:300300275mm控温范围:室温-250控温精度:1外丹尺寸长宽高:610450460mm1.2.4RJY-1P热机械检测仪图1-5 RJY-1P热机械检测仪表1-4上海精科热机械检测仪技术参数型号RJY-1P最大荷重250g位移量程10 25 50 100 250 1000 2500um微分量程12500um/min温度范围室温-1000升温速率120/min气体氮气、氧气电源22
10、0V10%50Hz1Hz室温1525且波动幅度小于1/h外形尺寸1400mm430mm630mm输出方式配手提电脑、激打、USB通讯1.2.5SF1压差法水分测定仪图1-6 SF-1压差法水分测定仪1.2.5.1主要用途SF1压差法微量水份测定仪，主要用于化纤、塑料工业中的聚酯切片及PA6、PA66等粒子在熔融纺丝前，经干燥处理后的微量水份测定。1.2.5.2主要特点描述表1-5主要参数描述控温范围：室温250控温波动：2.0真 空 度：100Pa测定范围：53000ppm1.2.6RL-Z1B1熔体质量(MFR)&体积(MVR)流动速率仪图1-7 RL-Z1B1熔体质量(MFR)&体积(MV
11、R)流动速率仪表1-6主要参数描述控温范围：100400显示偏差：0.2口模内径：2.0950.005mm测试范围：0.019999g/10min净外形尺寸：520380730mm3净 重：主机40Kg，砝码箱22Kg2功能切片的制备PA66切片 干燥 含水率测定 样品磁粉 共混 造粒 氧化剂 图2-1实验流程2.1干燥实验2.1.1实验目的(1) 含水聚合物的PA66在熔融时会水解，使分子量下降。(2) 水在高温下会气化，容易造成在螺杆机挤出机出来后产生气泡，造成断裂。(3) 含水的PA66是无定向结构，软化点较低，在螺杆挤出机加料段容易造成环结阻料。2.1.2实验基本步骤(1) 接通电源,
12、温度调至80 。将PA66切片放入铺有锡箔纸的无盖盒子中，切片厚度不宜过厚否则干燥不彻底。(2) 关闭干燥器门，打开真空泵，抽真空。(3) 当真空度仪表达到0.1MPa后关闭真空泵，持续干燥8小时。2.2含水率测定2.2.1实验目的测定干燥处理后对纺丝质量直接有明显影响的微量水分。2.2.2实验基本步骤(1) 气密性检验将阀G打开，F、J关闭，启动真空泵，缓慢打开阀J，使真空与整个玻璃连通。真空度达到80Pa后依次关闭J、G。此时打开F，关闭真空泵。(2) 标定精确称取5.4、9.3、12.5、15.5mg的钼酸钠放入试管内置于干燥皿中备用，设置温度220。打开阀G。 将待测试样的试管套入接口
13、并密封涂真空脂下同。关闭阀F、阀J，启动真空泵缓缓打开阀J抽真空至小于80Pa。依次关闭阀J、阀G打开阀F与大气连通关闭真空泵。顺时针摇动右侧手柄提升已恒温之加热筒使试管M插入筒内。试样保温10min或至液位标尺指示的液位差保持恒定。读取U形管的液位变化值。缓慢打开G阀再打开J阀。 降下加热筒调换预先准备的试样进行实验。 图2-2 SF-1压差法水分测定装置(3) 测定按标定时的方法一次测定0.6704、0.6755g的Pa66进行测定4。2.2.3实验结果及分析表2-1实验数据质量m/g压差h/cm标定0.00542.30.00933.70.01255.10.01556.8测定0.67044
14、.60.67555.9根据公式 (2-1)绘制标准曲线，并求斜率K和PA66的含水率。式中：m试样质量（g）w含水率（g/g），可用分子量计算，其中钼酸钠为0.1488g/g图2-2标准曲线求得，从而由式(2-1)计算出PA66平均含水率为0.0026。2.3共混2.3.1实验目的将一种聚合物为基体，向其中混入各种助剂或其他种类的聚合物，以改善聚合物的加工性能，改进高分子的使用性能或降低成本。该实验是向PA66中加入磁粉，使其成为一种具有磁性的功能高分子材料5。2.3.2实验基本步骤(1) 接通电源，在仪表上设定双螺杆挤出机的一区温度270，二区温度275，使螺杆挤出机升温，并通冷却水。(2) 称取PA66200g、磁粉3%、和抗氧化剂0.3%
