在復(fù)合材料中添加玻璃纖維等具有增強(qiáng)性質(zhì)的填料時(shí)，可以使PA6的力學(xué)性能如沖擊強(qiáng)度、彈性模量，拉伸強(qiáng)度，屈服強(qiáng)度，彎曲模量、彎曲強(qiáng)度等發(fā)生很大的轉(zhuǎn)變。本章主要研究了玻璃纖維含量對(duì)GF/PA6復(fù)合材料力學(xué)性能的影響。

玻璃纖維具有很高的彈性模量及強(qiáng)度，而PA6是一種韌性材料，對(duì)于增強(qiáng)PA6復(fù)合材料，影響其力學(xué)性能的各項(xiàng)因素中，玻纖含量對(duì)其有根本性的影響。另外，樹(shù)脂、玻纖的兩相界面是復(fù)合材料的重要組成部分，其中樹(shù)脂起橋梁作用，把分散的玻纖連接起來(lái)，玻璃纖維是主要的承載者，界面起傳遞應(yīng)力的作用，而這種傳遞作用的強(qiáng)弱是由界面的粘結(jié)強(qiáng)度決定的。如果界面強(qiáng)度足夠大，應(yīng)力的傳遞效率很高，那么，復(fù)合材料的強(qiáng)度就會(huì)提高很大;但是如果界面強(qiáng)度很弱，甚至低于樹(shù)脂的強(qiáng)度，那么復(fù)合材料的強(qiáng)度也有可能低于純樹(shù)脂的強(qiáng)度一般情況下，含量越高，界面結(jié)合強(qiáng)度越大，則復(fù)合材料的力學(xué)性能整體上也越高，但是由于玻璃纖維的加入，使得復(fù)合材料在擠出加工時(shí)流動(dòng)性受到一定的限制所以在生產(chǎn)中，應(yīng)根據(jù)對(duì)強(qiáng)度的要求和流動(dòng)性的要求選用適當(dāng)含量的產(chǎn)品。本文中首先考察了玻纖含量對(duì)復(fù)合材料性能的影響。

       1、對(duì)PA6沖擊性能的影響

純PA6具有良好的塑性變形能力和優(yōu)良的無(wú)缺口沖擊性能，但是其缺口沖擊性能并不理想，這是由于缺口引起的應(yīng)力集中使得在快速的沖擊條件下局部應(yīng)變劇增，從而導(dǎo)致裂紋源由缺口處快速形成并迅速擴(kuò)張，斷裂過(guò)程只伴隨了較小的形變，所以PA6的缺口沖擊強(qiáng)度較低。當(dāng)在PA6基體中添加短切玻璃纖維后，一方面，復(fù)合材料中均勻分散的玻璃纖維限制了基體樹(shù)脂的變形能力，使得復(fù)合材料通過(guò)PA6基體的形變來(lái)吸收外來(lái)能量的作用減弱。從而影響有降低復(fù)合材料沖擊性能的趨勢(shì)。另一方面，玻璃纖維作為增強(qiáng)料共混到PA6基體中，形成了有機(jī)相/無(wú)機(jī)相界面。在沖擊過(guò)程中的兩相界面的破壞以及玻纖從PA6基體中拔出所消耗能量又會(huì)使復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度有提升的趨勢(shì)。那么這兩個(gè)因素共同影響短切玻纖增強(qiáng)PA6的缺口沖擊性能，所以沖擊的最大力值與沖擊過(guò)程中的界面破壞和纖維拔出有關(guān)。

2、對(duì)PA6拉伸性能的影響

復(fù)合材料在受力前，玻璃纖維和基體中都沒(méi)有應(yīng)變，當(dāng)對(duì)其外加拉伸載荷時(shí)，由于變形能力的差異，玻璃纖維絲的兩端形成應(yīng)力集中，并且在纖維主要長(zhǎng)度范圍內(nèi)的橢圓區(qū)域內(nèi)有比平均應(yīng)力小的現(xiàn)象，通過(guò)減小基體中平均應(yīng)力來(lái)增強(qiáng)基體。實(shí)驗(yàn)表明，玻纖含量對(duì)復(fù)合材料的拉伸性能的影響非常明顯，不同玻纖含量對(duì)GF/PA6復(fù)合材料拉伸性能的影響。

3、對(duì)PA6彎曲性能的影響

不同的玻纖含量對(duì)GF/PA6復(fù)合材料彎曲模量和彎曲強(qiáng)度的影響如圖3-6和圖3-7所示

由圖3-6可以看出當(dāng)短玻纖含量增加時(shí)，彎曲模量增大，當(dāng)玻纖含量達(dá)到40%時(shí)彎曲模量相對(duì)于純樣己升高近三倍，達(dá)到了6.53GPa。這是由于在復(fù)合材料的任一橫截面，都有更多的玻纖來(lái)承載負(fù)荷，這些玻璃纖維從PA6樹(shù)脂中抽出或者斷裂，均能吸收大量的能量，因而提高了復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度。同時(shí)，由于含量增加，玻璃纖維之間的樹(shù)脂層變薄，作用在復(fù)合材料上的力很容易通過(guò)樹(shù)脂層在玻纖之前傳遞，樹(shù)脂的形變也受到玻璃纖維的約束，因而復(fù)合材料的彎曲模量也隨之增大。

4、增強(qiáng)PA6的流動(dòng)性能

復(fù)合材料的流動(dòng)性能影響著聚合物加工成型的難易程度，同時(shí)也影響著聚合物制品的表面狀態(tài)，因此，在進(jìn)行玻璃纖維增強(qiáng)尼龍6時(shí)，不僅要考慮到玻璃纖維含量對(duì)復(fù)合材料強(qiáng)度的影響，同時(shí)也應(yīng)該綜合考慮復(fù)合材料加工成型難易。復(fù)合材料流動(dòng)性能可以通過(guò)溶體流動(dòng)速率測(cè)試儀進(jìn)行表征。