注塑板材對材料的選擇要求很高，與擠出成型不同，注塑板材對尺寸的精密度要求也非常嚴格，材料本身收縮率不僅要小，而且橫、縱收縮率差異也要小，以此來確保板材的平整性，便于裝配。因此，大部分的注塑板材選擇結晶度很低的材料，主要以硬質聚氯乙烯(PVC)為主[1]。PVC是一種價廉而且易得的原材料[2]。近來有客戶反應，選用PVC作為馬路斜坡墊板材料時，發(fā)現(xiàn)板材制品表面易刮花，耐磨性不足，而且承載強度低，大型車輛通過時易出現(xiàn)裂痕，將材料換成聚碳酸酯／聚對苯二甲酸丁二酯(PC／PBT)合金后也不能滿足其性能要求，因此委托開發(fā)一種玻纖增強級低翹曲、高韌性的注塑板材專用料。

玻璃纖維(GF)增強尼龍(PA)具有極高的強度、優(yōu)異的耐磨性和良好的尺寸穩(wěn)定性，被廣泛應用于汽車、電動工具、機械等領域[3]。但是市售的普通GF增強PA雖然力學性能、耐磨性符合斜坡墊板要求，但是在注塑過程中，GF會沿著流體流動方向定向排列，誘導PA沿著GF周圍結晶，限制了流動方向上的樹脂收縮，使得橫向(流動方向)收縮率小于縱向(垂直于流動方向)收縮率，制品翹曲十分嚴重[4]。針對這種情況，常用的改善手段主要是優(yōu)化模具結構設計和選擇抗翹曲填料。從模具結構上主要是通過優(yōu)化冷卻水路設計平衡冷卻，合理化澆口設計確保壓力分布均勻和制品初始結構預設反變形補償設計[5]。從填料選擇上考慮，通常選擇扁平GF[6–7]、云母粉[8]、硅灰石[9]、滑石粉[10]、玻璃微珠[11]等礦物填料，減少體系的各向異性，改善翹曲。

目前，著重圍繞GF增強PA6板材的翹曲改善鮮有報道，余姚中國塑料城塑料研究院有限公司等對此進行了研究并提出了一種綜合改性思路。選擇PA6作為樹脂基體，以馬來酸酐接枝乙烯–辛烯共聚物(POE-g-MAH)作為增韌劑，通過側喂料添加短切GF，采用熔融共混方法制備短切GF增強增韌PA6材料，探討了GF種類對改性PA6材料力學性能、硬度及翹曲變形等性能的影響，為了進一步改善翹曲，研究了結晶抑制劑氯化鈣及對稱性高的礦物填料的影響，制備了綜合性能優(yōu)異的高強度、低翹曲PA6板材專用料，性能指標滿足客戶要求。

PA6：YH800，岳陽巴陵石化化工化纖有限公司；

POE-g-MAH：N413，寧波能之光新材料有限公司；

常規(guī)短切GF：ECS–301CL，直徑10?μm，重慶國際復合材料有限公司；

扁平GF：ECS–301HP–3–M4，橫截面長28?μm，寬7?μm，扁平比為4∶1，重慶國際復合材料有限公司；

無水氯化鈣：化學純，天津市致遠化學品有限公司；

高厚徑比云母粉：GM–5，粒徑48?μm，使用前用1.5%的偶聯(lián)劑KH560活化處理，滁州格銳礦業(yè)有限公司；

實心玻璃微珠：Microperl 050–20–215，使用前用1.5%的偶聯(lián)劑KH560活化處理，法國Sovitic公司；

乙撐雙硬脂酸酰胺(EBS)：EB-FF，日本花王公司；

抗氧劑：B215，巴斯夫高橋特性化學品(上海)有限公司。

將PA6于100℃下鼓風干燥4?h，再與稱量好的增韌劑、抗氧劑、潤滑劑以及其它助劑按照表1的比例在高混機中混合均勻，經(jīng)雙螺桿擠出機共混造粒得到改性PA6顆粒。其中，雙螺桿擠出機一到九區(qū)的溫度分別是210，245，245，240，240，230，230，240，240℃，機頭溫度為250℃，GF由側喂料口按比例加入，雙螺桿擠出機轉速為250～300?r／min。

將制得的GF增強增韌PA6顆粒在120℃鼓風干燥箱中干燥4?h，經(jīng)注塑機制成標準樣條，注塑溫度為240～250℃。

(1)常規(guī)GF和扁平GF均能顯著增強PA6的力學性能，其中扁平GF增強材料的橫、縱向收率分別為0.18%和0.43%，相比常規(guī)GF增強材料，分別降低33.3%和37.7%。

(2)添加氯化鈣能抑制PA6結晶，顯著降低收縮率，但是材料流動性和力學性能惡化，出現(xiàn)注塑工藝缺陷，故在GF增強PA6中，不適宜加入氯化鈣。

(3)扁平GF復配高厚徑比云母粉和實心玻璃微珠均能制備高強度低翹曲的改性PA6，綜合比較，15份扁平GF復配20份云母粉的材料的綜合性能最優(yōu)異，拉伸強度、彎曲強度、彎曲彈性模量和簡支梁缺口沖擊強度分別為105?MPa，165?MPa，7.5?GPa和11?kJ／m2，橫、縱向收率分別為0.07%和0.12%，翹曲度ΔR為1.71，制備的材料滿足客戶要求的性能指標（見表2）。