不同輪轂裝飾蓋材料拉拔力性能的研究

江上洋 蔣艷云 藍先 徐偉

【摘 要】文章用PC/ABS、ABS、滑石粉填充PP、增強PA 4種材料制成輪轂裝飾蓋，研究其對輪轂裝飾蓋拉拔力的影響。結果表明：PP-MD40的拉拔力較低，制作的輪轂裝飾蓋在實際應用中有脫落的風險；增強PA吸水后性能下降65%左右，也存在脫落風險；PC/ABS、ABS制成的零件，試驗其性能滿足產品的拉拔力的要求。

【關鍵詞】性能；材料；吸水

【中圖分類號】U463.343 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2018）05-0077-02

汽車輪轂裝飾蓋主要用于遮蓋輪轂螺釘，與輪轂匹配要求較高，如果扣緊力不足或發(fā)生變化，容易造成脫落的售后問題。目前，用于輪轂裝飾蓋的材料主要有PC/ABS、ABS、PP、PA，本文重點研究不同材料制成的輪轂裝飾蓋的拉拔力性能。

1 實驗部分

1.1 實驗材料

“錦湖日麗”的ABS（HU600），PC/ABS（HAC8250）；“中廣核俊爾”PA6-GF15（A1G3-HTL），PA66-MD15（BR1M3-TQ1）；“南京聚隆”PP-40MD（PM8-S09）。

1.2 主要儀器與設備

注塑機（CJ830型），中國震德塑料機械有限公司；電子萬能試驗機（BT2-FR020TEW.A50），德國Zwick/Roell公司；引伸計，德國Zwick/Roell公司；彎曲儀（BT1-FB005TN.D14），德國Zwick/Roell公司；沖擊儀（HIT5.5P），德國Zwick/Roell公司；電子天平（XS104），瑞典MettlerToledo公司；恒溫恒濕箱（KTHA-010TBS），臺灣地區(qū)KSON公司；超級溫槽（SC30），廣州乙勝實驗儀器有限公司。

1.3 輪轂裝飾蓋制備

1.3.1 預處理

將塑料粒子在120 ℃烘箱中加熱預烘8 h后取出，立即采用注塑機，設置合適的成型工藝條件，得到GB力學性能標準試樣，并在溫度為（23±2）℃、濕度為（50±5）%的條件下調節(jié)24 h。

1.3.2 環(huán)境調節(jié)

在溫度為（23±2）℃、濕度為（50±5）%的條件下調節(jié)24 h。

2 拉拔力性能測試及結果評定

2.1 90 ℃高溫前后拉拔力對比

參考QCT15標準，在溫度為90℃、相對濕度為45%的條件下保持4 h，取出試驗件，冷卻后測試拉拔力。拉拔力的測試如圖1所示。

表1為高溫前后拉拔力測試結果對比。由表1可以看出，6種材料高溫前后的拉拔力變化在10%以內，6種材料中PA6-GF15的拉拔力最大，PC/ABS、PA-MD25、ABS、PA66-MD40、PP-MD40制作的輪轂裝飾蓋拉拔力依次減小。PP-MD40的拉拔力是最低的。

2.2 70 ℃水浸泡前后拉拔力對比

參考QCT15標準，將待試驗件放入恒溫水箱，在溫度為70 ℃下保持24 h，取出試驗件，擦干表面的水，冷卻后再次測試拉拔力（如圖2所示）。

表2為吸水前后拉拔力測試結果對比。由表2可以看出，PC/ABS、ABS、PP-MD40材料吸水前后的拉拔力變化不大，PA6-MD25、PA66-MD40、PA6-GF15材料吸水后的拉拔力只有吸水前的1/3。在實際應用中，用PA制作的輪轂裝飾蓋在吸水后的拉拔力測試變化率太大，有脫落風險。

ABS是一種優(yōu)良的耐水、耐高溫材料，但從實驗結果來看，未經過任何處理的輪轂蓋拉拔力和經過吸水處理的樣件的拉拔力基本沒有變化，這與注塑后大分子鏈凍結，而少量體積小、活動性強的水分子的滲入為分子鏈段運動提供了自由體積，致使材料的剛度減弱有關。而經過不同處理得到的吸水量不同的樣條，其力學性能幾乎沒有變化。

PA大分子結構中含有親水性的酰胺基，羰基與氨基中的氫脫離，與水分子形成氫鍵，使材料的分子量和結晶度下降，導致材料的彎曲強度和拉伸強度下降。結晶度越低，材料的無定形部分含量高，材料的韌性就越高，所以缺口沖擊強度隨著材料吸水量的增加而增大。

2.3 循環(huán)測試前后拉拔力對比

溫度循環(huán)測試參考GMW14650標準，溫度循環(huán)條件：

①（-30±3）℃； （17±0.5）h。②（85±3）℃； （72±1）h。③（75±3）℃；（24±1）h。④（40±3）℃；（93±5）%；（24±1）h。⑤（-30±3）℃；（7±0.5）h。⑥（40±3）℃；（93±5）%；（24±1）h。⑦（22±3）℃；（24±1）h；共進行2次循環(huán)。循環(huán)之后進行拉拔力測試。

表3為循環(huán)測試前后拉拔力測試結果對比。由表3可以看出，PC/ABS、ABS、PP-MD40循環(huán)前后材料變化率為10%左右，而PA-M256、PA6-GF15、PA66-MD40循環(huán)前后材料變化率為20%左右。6種材料中，PA6-GF15的拉拔力最大，PC/ABS、PA-M25、ABS、PA66-MD40、PP-MD40制作的輪轂裝飾蓋拉拔力依次減小，PP-MD40的拉拔力是最低的。PA基材的材料循環(huán)后變化率最大。

3 結論

對表1、表2中的實驗數(shù)據(jù)進行分析比較后發(fā)現(xiàn)，在相同的處理條件下，PA制成的產品在70 ℃水里浸泡24 h后產品的拉伸性能是以前的1/3；PC/ABS、ABS、PP制成的產品在70 ℃水里浸泡24 h后產品性能基本保持不變。這與PA大分子結構中含有親水性的酰胺基有關，羰基與氨基中的氫脫離，與水分子形成氫鍵，使材料的分子量和結晶度下降，導致材料的彎曲強度和拉伸強度下降。結晶度越低，材料的無定形部分含量高，材料的韌性就越高，所以缺口沖擊強度隨著材料吸水量的增加而增大。因此，不建議用PA制造輪轂裝飾蓋零件，輪轂裝飾蓋會因為吸水而導致脫落。

參 考 文 獻

[1]GB/T 1034—2008，塑料吸水性的測定[S].

[2]周維詳.塑料測試技術[M].北京：化學工業(yè)出版社，1997：9-13.

[3]寧沖沖，崔益華，吳銀財，等.降低尼龍制品吸水率的研究進展[J].塑料科技，2013，41（1）：105-109.

[4]周鳳娟，張琳琪，王依民.MC尼龍的合成研究[J].合成技術及應用，2012，27（2）：1-6，10.

[5]吳博，龐承煥.吸水率對尼龍6介電強度的影響研究[J].塑料工業(yè)，2010，38（6）：44-46.

[6]李暉，魏莉萍，王湘明，等.吸水率對尼龍66力學性能的影響研究[J].工程塑料應用，2008（8）：64-67.

[7]賓旭平，胡澤豪.尼龍6+30%玻纖之成品吸水的快速計算[J].塑料制造，2007（10）：88-90.

[8]沈玉海，吳錫忠.PC/ABS阻燃增韌改性技術進展[J].廣東化工，2016，43（2）：73-74，69.

[9]周健，徐澤平，楊菁菁，等.改性PC/ABS合金的研究[J].工程塑料應用，2014，42（9）：25-29.

[10]趙勃，王琦玲，胡國勝.相溶劑對PC/ABS共混物性能的影響[J].化工中間體，2011，8（8）：24-26.

[11]宋湘怡，吳水珠，趙建青，等.阻燃PC/ABS共混體系動態(tài)流變性能的研究[J].塑料科技，2009，37（6）：27-30.

[12]宋振彪，羅鵬舉，曲茵.PC/ABS合金相容性研究[J].遼寧化工，2008（10）：655-656，659.

[13]疏引，韋平，江平開，等.新型含磷阻燃劑的合成及阻燃PC/ABS的熱穩(wěn)定性能[J].功能高分子學報，2008（2）：159-163.

[14]方欽志，李慧敏，王鐵軍.PC及PC/ABS共混物的疲勞裂紋擴展研究[J].高分子學報，2007（8）：713-718.

[15]閆華，劉吉平.PC/ABS合金研究進展[J].塑料，2004（1）：41-44.

[16]李國楠.聚丙烯酰胺凝膠高溫穩(wěn)定性研究[D].北京：中國地質大學，2017.

[17]馬東.生物基阻燃劑的制備及其阻燃聚丙烯的研究[D].太原：中北大學，2017.

[18]羅祎瑋.聚丙烯發(fā)泡體系的網絡纏結調控及其黏彈性研究[D].北京：北京化工大學，2016.

[19]牛林.聚丙烯酸酯類可再分散乳膠粉的制備與應用研究[D].廣州：華南理工大學，2013.

[20]方申文.光引發(fā)制備星形聚丙烯酰胺及其性能研究[D].成都：西南石油大學，2012.

[21]鄒恩廣.聚丙烯復合材料的制備及性能研究[D].大慶：東北石油大學，2011.

[22]劉欣.聚丙烯/超細羽絨粉體復合纖維的結構與性能研究[D].上海：東華大學，2011.

[23]王學敏.聚氨酯改性氯化聚丙烯的制備與性能研究[D].鄭州：鄭州大學，2010.

[24]尚德玲，孫顏文.PC/ABS合金技術專利分析[J].現(xiàn)代塑料加工應用，2012，24（6）：35-38.

[25]趙勃.PC/ABS合金的增容改性研究[D].太原：中北大學，2012.

[26]趙勃，胡國勝，王標兵，等.PC/ABS共混改性研究[J].現(xiàn)代塑料加工應用，2011，23（5）：13-15.

[27]歐陽小東，吳汾.新型增容劑在PC/ABS合金中的應用[J].工程塑料應用，2003（1）：9-12.

[28]田立斌，劉敏江.PC/ABS合金研究進展[J].中國塑料，2002（2）：11-14.

[責任編輯：鐘聲賢]