濕度對尼龍材料的影響
一、濕度對塑料的影響
從濕度的因素考慮,在相對濕度高于 80%情況下,空氣中的水分滲入材料內部或在塑料表面形成一層水膜,因此會使塑料的使用性能下降; 當空氣中相對濕度小于 50%時,塑料中所含的水分會蒸發到空氣中,同樣會改變塑料的性能,使有的塑料變脆,產生裂紋。
濕度對塑料性能的作用主要是滲入吸收過程?,F在,有關濕度對塑料結構、力學性能影響研究主要有兩個方面,首先研究濕度所引起的膨脹造成材料變形和殘余應力,包含用本構或數值模擬的方法研究濕度的滲透、擴散和水分含量不勻導致的結構應力和界面應力;其次研究濕度與溫度對塑料物理特性影響,比如對強度、密度、模量、壽命等物理性能的影響。
環境濕度對塑料機械性能的影響是明顯的。一般可以吸收水分的塑料為極性材料,這種材料通??梢孕纬梢恍┓N類的鍵,這樣的鍵很可能是氫鍵,尼龍等材料就是這種材料。從另外一方面來說,水分對聚乙烯或聚四氟乙烯不會起任何作用,這一些塑料的性能對環境濕度的改變幾乎就是惰性的。
二、濕度對尼龍機械性能的影響
尼龍材料是一類具有良好物理性能與機械性能的有高的半晶狀的熱塑性塑料,用于眾多工業中。另外,所有尼龍都有著吸濕性 (濕度敏感) ,這一點在材料的選擇、塑料件的設計、機械性能的預測和優化等各個環節時應該重視。
有專家對尼龍66吸濕性能展開了廣泛性研究,發現了尼龍66的硬度與吸收水分量成簡單的線性關系,并由此判定水分對尼龍的潤滑作用完全取決于尼龍薄表層的塑化。提出聚合物的塑化發生在兩個極端的條件: 剪切強度的減少和高分子材料接觸其他表面時接觸面積的增加。建議該區域面積的增加對潤滑作用減弱起著關鍵作用。
濕度與溫度的實驗證明,吸收水分可提升純樹脂與玻璃纖維增強尼龍 6/12的沖擊強度.對經過濕熱循環且每次循環后都烘干的玻璃纖維增強尼龍樣品,其沖擊強度沒顯著變化。水解作用能夠顯著增加尼龍的韌性,相反水分的缺失會造成尼龍材料變脆。有研究顯示水解會擴大表面缺陷并影響纖維與基體的界面,指出表面缺陷的擴大及其纖維—基體界面的退化造成沖擊性能下降。高溫加速尼龍的水解作用,并且已經用于加速老化試驗研究中。另外,尼龍吸濕后,溫度不是單一提升老化速率的的因素,但溫度的提升會提高這一速度。
有別的專家指出尼龍中的酰胺鍵的水解針對尼龍簡化合成是逆反應。重復的吸濕與干燥會產生較大的缺陷來消除較弱的纖維---基體結合引起的優勢。