HGM/GF/PA66/PPS四元复合材料性能研究

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2024.12.007

中国塑料 ›› 2024, Vol. 38 ›› Issue (12): 43-47.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2024.12.007

HGM/GF/PA66/PPS四元复合材料性能研究

刘晨珺¹, 席宇阳¹, 任威¹, 杨鑫², 葛正浩¹, 王超宝¹()

^1.陕西科技大学机电工程学院，西安 710021
^2.西安亚威材料科技有限公司，西安 710089

收稿日期:2024-04-01 出版日期:2024-12-26 发布日期:2024-12-25
通讯作者: 王超宝，chaobaowang@sust.edu.cn
E-mail:chaobaowang@sust.edu.cn

Study on performance of PPS/PA66/GF/HGM quaternary composites

LIU Chenjun¹, XI Yuyang¹, REN Wei¹, YANG Xin², GE Zhenghao¹, WANG Chaobao¹()

^1.College of Mechanical and Electrical Engineering，Shaanxi University of Science and Technology，Xi'an 710021，China
^2.Xi'an Yawei Materials Technology Co，Ltd，Xi'an 710089，China

Received:2024-04-01 Online:2024-12-26 Published:2024-12-25
Contact: WANG Chaobao E-mail:chaobaowang@sust.edu.cn

摘要/Abstract

摘要：

为解决聚苯硫醚（PPS）质脆问题，进一步提升其轻量化应用水平，基于玻纤（GF）增强、聚酰胺66（PA66）增韧、空心玻璃微珠（HGM）减重的研究思路，采用熔融共混法制备了一系列HGM/GF/PA66/PPS四元复合材料，并对复合材料的微观结构、力学性能和摩擦学性能进行了系统研究。结果表明，加入少量PA66可显著提升PPS复合材料的韧性和水润滑性能，其力学强度无明显变化；加入HGM可大幅降低PPS复合材料的密度，并能有效提升复合材料的力学强度和摩擦学性能，但HGM 含量过大会降低PPS复合材料的韧性；实验条件下，PA66、HGM的最佳含量分别为25 %（质量分数，下同）和10 %，此时复合材料具有最为优异的综合性能。

关键词: 聚苯硫醚, 复合材料, 力学强度, 摩擦学性能

Abstract:

To address the brittle nature of polyphenylene sulfide （PPS） and further reduce its density， a series of PPS/polyamide 66 （PA66）/glass fiber （GF）/hollow glass beads （HGM） quaternary composites were prepared through melt blending with GF as a reinforcement， PA66 as a impact modifier， and HGM as a light⁃weight agent. The microstructure and mechanical and tribological properties of the composites were systematically investigated. The results indicated that the addition of a small amount of PA66 could significantly improve the toughness and water lubrication performance of the composites， and there was no change in their mechanical strength. The introduction of HGM significantly reduced the density of the PPS⁃based composites and effectively improved their mechanical strength and tribological properties. However， the excessive content of HGM resulted in a reduction in the toughness of the composites. The composites obtained the optimal performance at PA66 and HGM contents of 25 and 10 wt%， respectively. This study can provide a technical guidance for the development of lightweight and high⁃tough PPS composites and also extend the application range of PPS and its composites in high⁃end lightweight areas.

Key words: polyphenylene sulfide, composite, mechanical strength, tribological properties

中图分类号:

TQ323.6

刘晨珺, 席宇阳, 任威, 杨鑫, 葛正浩, 王超宝. HGM/GF/PA66/PPS四元复合材料性能研究[J]. 中国塑料, 2024, 38(12): 43-47.

LIU Chenjun, XI Yuyang, REN Wei, YANG Xin, GE Zhenghao, WANG Chaobao. Study on performance of PPS/PA66/GF/HGM quaternary composites[J]. China Plastics, 2024, 38(12): 43-47.

图/表 7

图1 往复式摩擦磨损试验机与试样示意图

Fig.1 Schematic illustration of reciprocating friction tester and testing samples

图2 PA66/PPS/HGM复合材料断面的SEM照片

Fig.2 SEM photos of PA66/PPS/HGM composite sections

图3 PA66含量对PA66/PPS复合材料力学性能的影响

Fig.3 Effect of PA66 content on the mechanical properties of PA66/PPS composites

图4 HGM含量对PA66/PPS增强复合材料密度的影响

Fig.4 Effect of HGM content on the density of PA66/PPS reinforced composites

图5 HGM含量对PA66/PPS/HGM复合材料力学性能的影响

Fig.5 Effect of HGM content on the mechanical properties of PA66/PPS/HGM composites

图6 PA66含量对复合材料在干摩擦和水润滑条件下平均摩擦因数的影响

Fig.6 Effect of PA66 content on the average coefficient of friction of composites under dry friction and water lubrication conditions

图7 HGM含量对复合材料在不同载荷的干摩擦和水润滑条件下平均摩擦因数的影响

Fig.7 Effect of HGM content on the average coefficient of friction of composites under dry friction and water lubrication conditions with different load

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