PA66GF25，不同PA66GF25隔熱條吸濕性能研究

1 前言

PA66GF25尼龍隔熱（詞條“隔熱”由行業(yè)大百科提供）條是穿條式隔熱鋁合金型材的核心構(gòu)件，在斷橋鋁合金門窗中不僅具有隔熱保溫功能，而且連接隔熱型材中兩側(cè)的鋁型材（詞條“鋁型材”由行業(yè)大百科提供），起著結(jié)構(gòu)件的作用。

尼龍隔熱條中的聚酰胺分子鏈含有極性很強(qiáng)的酰胺基團(tuán)(-NHCO-)，會(huì)因水、熱、氧等外界環(huán)境因素影響導(dǎo)致其強(qiáng)度降低、尺寸穩(wěn)定性變差，進(jìn)一步影響隔熱條后期穿條加工及長(zhǎng)期使用。

不同PA66GF25隔熱條因所使用原料不同，其吸濕性能、強(qiáng)度亦存在較大差異。因而，本文對(duì)兩種不同PA66原料隔熱條的吸濕性能進(jìn)行了研究，并通過多種研究方法對(duì)吸濕性能差異進(jìn)行詳述，為進(jìn)一步了解尼龍隔熱條吸濕性能提供參考。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 實(shí)驗(yàn)材料

I14.8隔熱條：某進(jìn)口隔熱條，三家國(guó)產(chǎn)隔熱條。

2.2 主要儀器與設(shè)備

1)萬能試驗(yàn)機(jī),型號(hào)：GP-TS2000S30KN，深圳高品檢測(cè)設(shè)備有限公司;

2)高低溫試驗(yàn)箱,型號(hào)：TEMP800，深圳高品檢測(cè)設(shè)備有限公司;

3)游標(biāo)卡尺,型號(hào)：SF2000，桂林廣陸數(shù)字測(cè)控股份有限公司;

4)千分尺,哈爾濱量具刃具集團(tuán)有限責(zé)任公司;

5)差示掃描量熱儀,型號(hào)：DSC-60H，日本島津公司;

6)SEM掃描電鏡,型號(hào)：Quanta450，美國(guó)FEI公司。

2.3 尺寸及力學(xué)性能檢測(cè)

隔熱條橫向抗拉強(qiáng)度及尺寸測(cè)定按GB/T23615.1-2009進(jìn)行測(cè)試，其中橫向抗拉強(qiáng)度試樣長(zhǎng)度尺寸為35mm±1mm。

3 結(jié)果與討論

PA66的結(jié)晶度約為30%-40%，仍存在大量非結(jié)晶區(qū)酰胺基，PA66在吸濕過程中，水分子與非結(jié)晶區(qū)的酰胺基結(jié)合，PA66分子間的氫鍵被破壞，分子鏈間出現(xiàn)松動(dòng)，進(jìn)而導(dǎo)致強(qiáng)度降低。

3.1 不同吸濕時(shí)間對(duì)不同尼龍隔熱條高溫橫向抗拉強(qiáng)度的影響

聚酰胺分子中因其極性酰胺基團(tuán)(-NHCO-)具有很強(qiáng)的吸水性，在相對(duì)濕度大的環(huán)境中會(huì)因吸濕而強(qiáng)度降低。

從表1中可以看出，隨著吸濕時(shí)間的增加，PA66GF25隔熱條高溫橫向抗拉強(qiáng)度逐漸降低，吸濕增重率逐漸增加，且從圖2中可以看出，隨著吸濕時(shí)間的增加，國(guó)產(chǎn)隔熱條的高溫橫向抗拉強(qiáng)度降幅與吸濕增重率明顯大于進(jìn)口隔熱條，同時(shí)，不同國(guó)產(chǎn)隔熱條的高溫橫向抗拉強(qiáng)度降幅與吸濕增重率隨吸濕時(shí)間的增加變化也不同。

國(guó)產(chǎn)隔熱條多采用回收PA66，在回收過程中易發(fā)生降解，結(jié)晶度降低，產(chǎn)生分子量更小的PA66，更易與水分子結(jié)合，同時(shí)，在回收過程中會(huì)因摻雜的低分子物質(zhì)，導(dǎo)致PA66的晶相結(jié)構(gòu)遭到破壞，水分子亦易進(jìn)入PA66體系中，進(jìn)一步導(dǎo)致PA66吸濕增強(qiáng)，因此，采用優(yōu)質(zhì)PA66的進(jìn)口隔熱條高溫橫向抗拉強(qiáng)度降幅與吸濕增重率增幅小于采用回收PA66的國(guó)產(chǎn)隔熱條，而在回收PA66中，因處理方式的不同，亦會(huì)造成國(guó)產(chǎn)隔熱條強(qiáng)度的不同。

3.2 不同PA66GF25隔熱條DSC曲線分析

圖4為進(jìn)口隔熱條與3種國(guó)產(chǎn)隔熱條的DSC曲線，從圖4中可以看出，進(jìn)口隔熱條DSC曲線中只有一個(gè)吸收峰，發(fā)生約在262.59℃，即為PA66的熔融溫度，而國(guó)產(chǎn)隔熱條則均有多個(gè)吸收峰，其中國(guó)產(chǎn)隔熱條3則出現(xiàn)了3個(gè)小的吸收峰和1個(gè)大的吸收峰，大的吸收峰為PA66熔融吸收峰,而小的吸收峰可能為為低熔點(diǎn)物質(zhì)、PA6以及PA66降解部分熔融溫度，而國(guó)產(chǎn)隔熱條1和國(guó)產(chǎn)隔熱條2分別出現(xiàn)了2個(gè)吸收峰，除A點(diǎn)最大熔融吸收峰外，其余可能為PA6熔融吸收峰與PA66降解部分熔融吸收峰。

除進(jìn)口隔熱條外，從吸收峰值來看，各國(guó)產(chǎn)隔熱條熔融溫度均在255℃左右，所用PA66均為回料，均含有低熔點(diǎn)物質(zhì)，或?yàn)镻A6，或?yàn)镻A66降解物質(zhì)，對(duì)成型隔熱條的強(qiáng)度影響較大，這是進(jìn)口隔熱條與國(guó)產(chǎn)隔熱條以及國(guó)產(chǎn)隔熱條之間強(qiáng)度差異的主要原因。

3.3 不同PA66GF25隔熱條玻纖形態(tài)及SEM斷面形貌

從圖5中可以看出，進(jìn)口隔熱條玻纖形態(tài)要明顯優(yōu)于國(guó)產(chǎn)隔熱條，其玻璃纖維長(zhǎng)度保持較好，長(zhǎng)徑比較大，且玻璃纖維表面無附著物，這是因?yàn)槿翽A66在高溫下完全分解，而國(guó)產(chǎn)隔熱條則采用回收料因其含有其他雜質(zhì)成分，在高溫煅燒時(shí)，難以分解完全，因而在煅燒后的玻璃纖維表面會(huì)有細(xì)小顆粒包覆現(xiàn)象。

圖6為4種隔熱條缺口沖擊斷面SEM照片，圓柱狀物質(zhì)為玻璃纖維，隔熱條的斷裂為脆性斷裂，a圖中進(jìn)口隔熱條玻璃纖維被沖斷，少量被拔出，并且玻璃纖維嵌入到PA66基體中，根部與PA66緊密粘結(jié)，露出的玻璃纖維表面附著有PA66基體，而且相鄰玻璃纖維間樹脂緊密相連。

而圖b中國(guó)產(chǎn)隔熱條1斷裂后可發(fā)現(xiàn)其玻璃纖維較錯(cuò)綜，且表面很少附著PA66基體，圖c中國(guó)產(chǎn)隔熱條2斷裂后玻璃纖維雖嵌入至PA66基體中，但表面很少附著有PA66基體，圖d中不易觀察到玻璃纖維斷裂形態(tài)。

4 結(jié)論

通過對(duì)隔熱條吸濕性能的研究發(fā)現(xiàn)，隨著吸濕時(shí)間的增加，PA66GF25隔熱條高溫橫向抗拉強(qiáng)度逐漸降低，吸濕增重率逐漸增加，國(guó)產(chǎn)隔熱條的高溫橫向抗拉強(qiáng)度降幅與吸濕增重率明顯大于進(jìn)口隔熱條，不同國(guó)產(chǎn)隔熱條的高溫橫向抗拉強(qiáng)度降幅與吸濕增重率隨吸濕時(shí)間的增加變化也不同。

從各隔熱條DSC曲線來看，進(jìn)口隔熱條只有一個(gè)吸收峰，而國(guó)產(chǎn)隔熱條則出現(xiàn)多個(gè)吸收峰，且采用不同原料隔熱條其吸收峰亦有不同，原料的差異決定隔熱條性能差異，進(jìn)口隔熱條因其采用全新PA66，強(qiáng)度很高，而國(guó)產(chǎn)隔熱條所采用回收PA66，強(qiáng)度較低，且添加物質(zhì)對(duì)隔熱條強(qiáng)度進(jìn)一步降低。

進(jìn)口隔熱條的玻纖形態(tài)及SEM斷面形貌均優(yōu)于國(guó)產(chǎn)隔熱條，進(jìn)口隔熱條煅燒后玻璃纖維表面未有附著物，纖維長(zhǎng)徑比較大，而國(guó)產(chǎn)隔熱條煅燒后玻璃纖維表面雜質(zhì)較多，且纖維長(zhǎng)徑比小，SEM斷面形貌進(jìn)一步說明進(jìn)口隔熱條中PA66基體與玻璃纖維結(jié)合較好，玻璃纖維取向性較好，國(guó)產(chǎn)隔熱條中玻璃纖維與PA66基體結(jié)合較差，玻璃纖維分散性、取向性較差。