Changchun Faway-Adient Automotive Systems CO.， LTD.chatgpt 文爱， Changchun Jilin
大乱交
Received: Mar. 29th， 2020; accepted: Apr. 14th， 2020; published: Apr. 21st， 2020
ABSTRACT
PA composite always used by seats and interior parts， in which toughness property is a significant difference between the condition of dry and humid. In this paper， we studied the environmental temperature and humidity changes effect to PA6-GF15 samples performance such as water absorption and notched impact. The results show that water content of PA6-GF15 samples gradually reduced in the dry environment and increased in humid environment; at low temperature， notch impact strength was not obviously affected by water absorption but obviously at room temperature.
Keywords:Nylon PA6， Water Absorption， Environmental Temperature/Humidity， Notch Impact Strength
环境温湿度变化对PA6-GF15韧性影响
李淑莹，丁慧敏，国鸽，高华春，张丽丽
长春富维安说念拓汽车饰件系统有限公司，吉林 长春
收稿日历：2020年3月29日；请托日历：2020年4月14日；发布日历：2020年4月21日
摘 要
汽车座椅及内饰居品中一些零件常用到PA复合材料，其干态与湿态条款下的韧性各别很大。本文磋议了PA6-GF15样条的含水率受环境温湿度的变化律例及对缺口冲击强度的影响，截止标明随时候的变化，在干燥的环境中含水率徐徐裁减，在湿润的环境中含水率会沉静飞腾；样条含水率发生变化后，低温缺口冲击强度变化不大，室温下的缺口冲击强度会随含水率的变化而发生显赫变化。
关节词 :尼龙PA6，含水率，环境温度/湿度，缺口冲击强度
Copyright © 2020 by author(s) and Hans Publishers Inc.
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1. 小序
尼龙(PA， polyamides)是工程塑料中缔造最早、产量最大的品种之一，与其他功能塑料比拟，尼龙的力学强度高、耐磨、自润滑性好、耐油、耐腐蚀、加工流动性好，具有优良的概述性能，当今已被无为应用于机械、化工、相貌、汽车等鸿沟 [1] [2]。无机填料对于裁减尼龙成品的吸水率具有一定的成果，它既可保捏尼龙基体的优点，又可欺骗其复合效应显赫提升复合材料的性能，裁减材料的资本 [3]。汽车座椅及内饰居品中一些零件常用的PA复合材料为PA6(6)-GF15 (20， 25， 30)，PA成品在干态与湿态条款下的韧性各别很大，在进行功能性观测时，无意会发生断裂失效，多数原因是PA成品含水率较低，导致韧性变差，不行知足功能观测要求。
本文以PA6-GF15材料为磋议对象，检测经调湿科罚后的制件，永久表示在空气中，随环境温度和湿度的变化律例，并磋议其含水率与制件韧性(缺口冲击强度)的干系，进而对批量坐褥的尼龙成品进行监控，保证居品性量。
2. 执行部分
2.1. 湿科罚及吸水率
按照VW50127中对PA制件的调湿科罚要领，将执行样条在70℃滚水中煮1小时，浸泡3.5小时后达到吸湿均衡，取出试样用滤纸擦干名义，称量制件吸水后的质料，精准到0.1 mg。再将成品放在饱读风干燥箱中(50 ± 2)℃干燥24 h，然后冷却称重，相通精准到0.1 mg，按照式(1)计较吸水率。
W p = ( m 2 − m 1 ) / m 1 x 100 % (1)
式中：Wp为试样的吸水率(%)；m2为试样吸水后的质料(g)；m1为试样吸水前的质料(g)。
2.2. 检测形势
将水煮后的样条当然表示在空气中，每15根样条为一份，共16组。按执行狡计周期送检：将待检测的样条用铝箔纸密封好，小心待检技能水分变化。
监控环境温度和湿度：1~15周对应冬季(2018年12月~2019年4月)，19~38周对应春夏日(2019年4月~8月)。送检周期见图1，数字代表水煮后表示在空气中的周数，比如：“0”代表水煮后未在空气中表示，立即送检，“7”代表水煮后表示在空气中7周后送检。
图1. PA6-GF15样条检测时候表
对0~38号成品的缺口冲击强度(室温)、缺口冲击强度(−30℃)进行检测，如表1。
表1. 观测形势及检测圭臬
3. 截止与征询
3.1. 旨趣分析
对于填料改性尼龙成品的吸水率裁减机理主要包括以下三种，图2为PA6分子结构默示图。
1) 极性屏蔽作用：填料的极性或非极性基团与尼龙的极性基团相互作用加强，缩小了水与尼龙的作用 [4]；
2) 结晶屏蔽作用：尼龙6是半结晶性材料，水分子只参预尼龙6的非晶区，因而尼龙吸水主要取决于非晶部分聚酰胺结构上的极强性酰胺基、端氨基和羧基；填料的加入则提升了材料的结晶度和结晶速率，而结晶度的提升将裁减非晶区的吸水几率 [5]；
3) 结构屏蔽作用：尼龙为聚拢相、填料为分布相，其相界面迷惑较强，而填料的非极性长链起到了阻水作用，从而箝制了水的渗入，起到结构屏蔽的作用 [5]。
图2. PA6分子结构默示图
3.2. 含水率随环境温湿度变化磋议
图3是对PA6-GF15样条环境温湿度的监控情况，1~15号对应冬季(2018年12月~2019年4月)，19~38号对应春夏日(2019年4月~8月)。由图表中的检测值不错看出，冬季环境相对湿度在20%以下，比较干燥；夏日环境湿度在40%以上，比较湿润。图4为成品在不同环境温湿度下的含水率变化情况。迷惑图3和图4，左证式(1)计较截止，PA6-GF15样条的含水率受环境的相对湿度影响显赫，跟着表示的时候增长，在干燥的环境中含水率徐徐裁减，在湿润的环境中，含水率徐徐飞腾。PA6-GF15样条从干态到达到吸水足够，含水率加多到5倍，当环境湿度在20%以下时，PA6-GF15样条的含水率在当先的两周内以0.3%的速率裁减，随后的5周内均以0.1%的速率裁减，接下来的一个月内，含水率基本贯通在当先达到吸水足够时的含水率的一半。当环境湿度升高到40%以上后，PA6-GF15的含水率基本以每个月4%的速率升高，直至实在达到当先吸水足够时的含水率。
图3. 样条环境温湿度监控表
图4. PA6-GF15样条不同环境温度湿度条款下含水率变化
3.3. 缺口冲击强度(常温、低温−30℃)随环境温湿度变化
图5为PA6-GF15样条不同环境温度湿度条款下缺口冲击强度变化。从图中不错看出，PA6-GF15样条低温缺口冲击强度(−30℃)随环境温湿度变化不澄莹，测量值均在5~6 KJ/m2之间，这是因为水分子在低温时会失去增韧作用。而在常温情状下，缺口冲击强度测量值受环境温湿度的影响变化很大，在第27周~30周时，缺口冲击强度达到了16 KJ/m2，与最低值未水煮情状下缺口冲击强度检测值6.2 KJ/m2差值为9.8 KJ/m2，这是因为当样条在湿气环境中达到吸湿均衡后，PA材料酰胺基迷惑了大皆的水分子，同期也体现了环境温湿度的变化对缺口冲击强度的影响极大，这对制件的质料影响很大。提倡制件时材料要充分干燥，制件名义质料知足要求，制件后需调湿科罚，使材料的韧性知足功能性要求。
图5. PA6-GF15样条不同环境温度湿度条款下缺口冲击强度变化
4. 论断
本文磋议了PA6-GF15样条含水率随环境温湿度的变化，截止标明跟着样品在环境中表示的时候增长，在干燥的环境中含水量徐徐裁减，在湿润的环境中含水率沉静飞腾；由于水分子在低温时失去增韧作用，PA6-GF15样条吸水后低温缺口冲击强度随环境温湿度的变化较小；当样条在湿气环境中沉静吸水后，由于酰胺基迷惑了大皆的水分子，韧性会显赫增强，PA6-GF15样条吸水后对室温下缺口冲击强度影响较大。
著作援用
李淑莹，丁慧敏，国 鸽，高华春，张丽丽. 环境温湿度变化对PA6-GF15韧性影响 Investigation on Environmental Change to PA6-GF15 Toughness Property[J]. 应用物理， 2020， 10(04): 257-261. https://doi.org/10.12677/APP.2020.104032
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