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GF/PA66复合材料具有高强度、高模量、耐高温等特点,是替代金属的重要复合材料之一,在汽车、电器工业轻量化方面具有广泛的应用前景。尤其是玻纤增强PA66成型的异型材、棒材、管材、板材、片材、薄膜、单丝等挤出制品在汽车和民用工业中的隔热、密封等方面有重要应用。然而GF/PA66加工温度范围窄,挤出成型性能差,先挤出后定型的传统挤出无法成型出高质量的挤出制品。实际上,添加成核剂能够有效地改善聚合物熔体的熔融结晶行为,从而在无需定型模具的情况下,采用直挤成型即可实现熔体在挤出口模的同时迅速冷却定型,以获得精准的口模截面形状和尺寸精度的型材制品。因此,深入研究成核剂改性GF/PA66熔体流动和结晶行为的规律,探讨挤出流动性能和结晶行为与挤出定型之间的相关机理,建立直挤成型工艺理论,对完善挤出成型技术,提高挤出制品的质量具有重要的意义。本文将重点围绕熔体结晶行为、成型工艺影响挤出流动和流动平衡性的规律,采用流变理论、有限元数值模拟和实验研究相结合的方法,进行系统深入的研究。首先,采用无机成核剂钠基蒙脱土(MMT)和有机成核剂聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)改性GF/PA66,通过熔融共混制备MMT/GF/PA66和PET/GF/PA66复合材料。采用差示扫描量热法研究成核剂的类型和含量对GF/PA66熔融结晶行为的影响规律。结果表明,MMT和PET起到明显的异相成核作用,提高PA66熔体结晶温度的同时,显著提高了GF/PA66的结晶速率。在上述实验的基础上应用Jeziorny法修改的Avrami方程深入探讨了成核剂影响GF/PA66非等温条件下的结晶动力学机理,MMT和PET的加入改变了聚合物的成核机理和生长方式。其次,应用挤出流变实验研究了MMT/GF/PA66和PET/GF/PA66复合材料的流变行为和物性参数,进一步应用有限元数值模拟技术,研究了熔体在挤出过程中的流动行为和流动平衡性能,获得了挤出工艺参数影响熔体流动和流动平衡性的规律。模拟结果表明,降低熔体温度或减小挤出体积流量,熔体挤出流动更加稳定,流动平衡性表现更为优异。在上述研究成果的基础上,采用挤出成型实验进一步研究了熔体流动性能、熔体结晶行为影响挤出成型的规律。首次提出了直挤成型工艺,用于粘度和温度非线性结晶聚合物成型连续型材的挤出工艺。实验结果表明,提高结晶起始温度以及加快熔体的结晶速率,利于提高直挤成型型材的定型能力。综上所述,采用成核剂改性GF/PA66的熔融结晶行为,应用挤出过程中通过快速结晶以实现挤出定型的直挤成型能够有效地提高材料的成型性能,改善挤出成型质量。