不同轮毂装饰盖材料拉拔力性能的研究
时间：2021-02-05 16:03:33 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
【摘 要】文章用PC/ABS、ABS、滑石粉填充PP、增强PA 4种材料制成轮毂装饰盖，研究其对轮毂装饰盖拉拔力的影响。结果表明：PP-MD40的拉拔力较低，制作的轮毂装饰盖在实际应用中有脱落的风险；增强PA吸水后性能下降65%左右，也存在脱落风险；PC/ABS、ABS制成的零件，试验其性能满足产品的拉拔力的要求。
【关键词】性能；材料；吸水
【中图分类号】U463.343 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2018）05-0077-02
汽车轮毂装饰盖主要用于遮盖轮毂螺钉，与轮毂匹配要求较高，如果扣紧力不足或发生变化，容易造成脱落的售后问题。目前，用于轮毂装饰盖的材料主要有PC/ABS、ABS、PP、PA，本文重点研究不同材料制成的轮毂装饰盖的拉拔力性能。
1 实验部分
1.1 实验材料
“锦湖日丽”的ABS（HU600），PC/ABS（HAC8250）；“中广核俊尔”PA6-GF15（A1G3-HTL），PA66-MD15（BR1M3-TQ1）；“南京聚隆”PP-40MD（PM8-S09）。
1.2 主要仪器与设备
注塑机（CJ830型），中国震德塑料机械有限公司；电子万能试验机（BT2-FR020TEW.A50），德国Zwick/Roell公司；引伸计，德国Zwick/Roell公司；弯曲仪（BT1-FB005TN.D14），德国Zwick/Roell公司；冲击仪（HIT5.5P），德国Zwick/Roell公司；电子天平（XS104），瑞典MettlerToledo公司；恒温恒湿箱（KTHA-010TBS），台湾地区KSON公司；超级温槽（SC30），广州乙胜实验仪器有限公司。
1.3 輪毂装饰盖制备
1.3.1 预处理
将塑料粒子在120 ℃烘箱中加热预烘8 h后取出，立即采用注塑机，设置合适的成型工艺条件，得到GB力学性能标准试样，并在温度为（23±2）℃、湿度为（50±5）%的条件下调节24 h。
1.3.2 环境调节
在温度为（23±2）℃、湿度为（50±5）%的条件下调节24 h。
2 拉拔力性能测试及结果评定
2.1 90 ℃高温前后拉拔力对比
参考QCT15标准，在温度为90℃、相对湿度为45%的条件下保持4 h，取出试验件，冷却后测试拉拔力。拉拔力的测试如图1所示。
表1为高温前后拉拔力测试结果对比。由表1可以看出，6种材料高温前后的拉拔力变化在10%以内，6种材料中PA6-GF15的拉拔力最大，PC/ABS、PA-MD25、ABS、PA66-MD40、PP-MD40制作的轮毂装饰盖拉拔力依次减小。PP-MD40的拉拔力是最低的。
2.2 70 ℃水浸泡前后拉拔力对比
参考QCT15标准，将待试验件放入恒温水箱，在温度为70 ℃下保持24 h，取出试验件，擦干表面的水，冷却后再次测试拉拔力（如图2所示）。
表2为吸水前后拉拔力测试结果对比。由表2可以看出，PC/ABS、ABS、PP-MD40材料吸水前后的拉拔力变化不大，PA6-MD25、PA66-MD40、PA6-GF15材料吸水后的拉拔力只有吸水前的1/3。在实际应用中，用PA制作的轮毂装饰盖在吸水后的拉拔力测试变化率太大，有脱落风险。
ABS是一种优良的耐水、耐高温材料，但从实验结果来看，未经过任何处理的轮毂盖拉拔力和经过吸水处理的样件的拉拔力基本没有变化，这与注塑后大分子链冻结，而少量体积小、活动性强的水分子的渗入为分子链段运动提供了自由体积，致使材料的刚度减弱有关。而经过不同处理得到的吸水量不同的样条，其力学性能几乎没有变化。
PA大分子结构中含有亲水性的酰胺基，羰基与氨基中的氢脱离，与水分子形成氢键，使材料的分子量和结晶度下降，导致材料的弯曲强度和拉伸强度下降。结晶度越低，材料的无定形部分含量高，材料的韧性就越高，所以缺口冲击强度随着材料吸水量的增加而增大。
2.3 循环测试前后拉拔力对比
温度循环测试参考GMW14650标准，温度循环条件：
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；共进行2次循环。循环之后进行拉拔力测试。
表3为循环测试前后拉拔力测试结果对比。由表3可以看出，PC/ABS、ABS、PP-MD40循环前后材料变化率为10%左右，而PA-M256、PA6-GF15、PA66-MD40循环前后材料变化率为20%左右。6种材料中，PA6-GF15的拉拔力最大，PC/ABS、PA-M25、ABS、PA66-MD40、PP-MD40制作的轮毂装饰盖拉拔力依次减小，PP-MD40的拉拔力是最低的。PA基材的材料循环后变化率最大。
3 结论
对表1、表2中的实验数据进行分析比较后发现，在相同的处理条件下，PA制成的产品在70 ℃水里浸泡24 h后产品的拉伸性能是以前的1/3；PC/ABS、ABS、PP制成的产品在70 ℃水里浸泡24 h后产品性能基本保持不变。这与PA大分子结构中含有亲水性的酰胺基有关，羰基与氨基中的氢脱离，与水分子形成氢键，使材料的分子量和结晶度下降，导致材料的弯曲强度和拉伸强度下降。结晶度越低，材料的无定形部分含量高，材料的韧性就越高，所以缺口冲击强度随着材料吸水量的增加而增大。因此，不建议用PA制造轮毂装饰盖零件，轮毂装饰盖会因为吸水而导致脱落。
