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金牌品質(zhì) 用料首選
改性尼龍PA6全面的填充改性方法
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發(fā)表時(shí)間:2022-12-30 14:38:51
PA6全面的填充改性方法:
尼龍的缺點(diǎn):尺寸精度差,熱膨脹和吸水性對(duì)它的尺寸影響很大、耐酸性差,不能用酸性染料染色,也不能接觸過(guò)多的酸性物質(zhì)、耐光性差,耐污染性差。
尼龍的優(yōu)點(diǎn):機(jī)械強(qiáng)度高,很高的表面硬度、拉伸強(qiáng)度、抗沖擊能力、耐疲勞、耐折迭、耐磨性、能自潤(rùn)滑、耐熱耐寒、耐應(yīng)力開(kāi)裂。同時(shí),PA易印刷,易染色,電性能優(yōu)良。
針對(duì)尼龍的特點(diǎn),目前其主要改性方向有6種:
降低尼龍吸水性,拓寬尼龍?jiān)诔睗癍h(huán)境使用,確保制備尺寸穩(wěn)定性;
阻燃改性,尼龍制品能夠進(jìn)入電子、高鐵、通訊等行業(yè);
增強(qiáng)尼龍機(jī)械性能,能夠替代金屬,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的輕量化;
提高尼龍抗高、低溫性能,提高耐候性,制品受環(huán)境變化尺寸變化不大,能夠應(yīng)用于高溫環(huán)境;
提高尼龍耐磨性以及抗靜電性;
降低尼龍成本,形成優(yōu)勢(shì)競(jìng)爭(zhēng),能夠進(jìn)入更為廣闊的產(chǎn)品領(lǐng)域。
一、滑石粉填充改性PA6 配方組成/質(zhì)量份
樹(shù)脂PA6 100;
偶聯(lián)劑KH-550 0.8;
填充劑 滑石粉 30;
潤(rùn)滑劑HSt 0.4;
分散劑PE蠟 0.5。
制備工藝
PA6易吸潮,首先進(jìn)行干燥處理,在溫度為100~120℃的烘箱中干燥6h除去水分,填充劑滑石粉也需要進(jìn)行表面處理,處理的方法是將偶聯(lián)劑用2~3倍的酒精稀釋,噴灑在填充劑上,混合攪拌3~5min。
然后按配方比例將干燥好的PA6、表面處理過(guò)的滑石粉、分散劑和潤(rùn)滑劑在高速混合機(jī)中充分?jǐn)嚢?,使物料混合均勻,混合好的物料置于雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出造粒。雙螺桿擠出機(jī)的L/D≥25:1;料筒溫度200~260℃;螺桿轉(zhuǎn)速40~60r/min。
材料性能
拉伸強(qiáng)度63.5MPa,缺口沖擊強(qiáng)度7.5kJ/㎡,馬丁耐熱溫度83℃,布氏硬度30,成型收縮率0.57%。
二、硅灰石填充改性PA66
配方組成/質(zhì)量份
樹(shù)脂 PA66 100;
分散劑PE蠟 1.0;
填充劑 硅灰石 40;
穩(wěn)定劑 CdSt 0.4;
偶聯(lián)劑KH-550 0.8;
潤(rùn)滑劑HSt 0.4。
制備工藝
PA66易吸潮,首先進(jìn)行干燥處理,在溫度為110~120℃的烘箱中干燥6h除去水分,而無(wú)機(jī)填料硅灰石也需要進(jìn)行表面活化處理,將偶聯(lián)劑用2~3倍的酒精稀釋后,噴灑在硅灰石上,混合攪拌3~5min。
然后按配方比例將干燥后的PA66、表面處理過(guò)的硅灰石、分散劑、穩(wěn)定劑和潤(rùn)滑劑在高速混合機(jī)中加溫?cái)嚢?0~15min,使物料混合均勻,混合好的物料置于雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出造粒。擠出機(jī)料筒溫度180~260℃;螺桿轉(zhuǎn)速60~80 r/min。
材料性能
拉伸強(qiáng)度61.1~63.5MPa,無(wú)缺口沖擊強(qiáng)度102~110kJ/㎡,缺口沖擊強(qiáng)度12~14kJ/㎡,馬丁耐熱溫度60~78℃,成型收縮率0.6%~0.8%。
三、超細(xì)碳酸鈣填充改性PA66 配方組成/質(zhì)量份
樹(shù)脂 82.1;
偶聯(lián)劑KH-560 1.0;
填充劑 超細(xì)碳酸鈣(粒徑<2μm) 16;
抗氧劑245 0.25;
分散劑 聚酰胺蠟(粒徑為6~12μm) 0.4;
抗氧劑168 0.25。
制備工藝
PA66易吸潮,首先進(jìn)行干燥處理,在溫度為100~120℃的烘箱中干燥6h除去水分,然后按配方比例將干燥好的PA66、填充劑、分散劑、偶聯(lián)劑、抗氧劑在高速混合機(jī)中于室溫狀態(tài)下干混3~5min,混合好的物料置于雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出造粒制得復(fù)合材料。擠出機(jī)料筒溫度一區(qū)260~270℃,二區(qū)270~280℃,三區(qū)260~ 270℃。
材料性能
彎曲強(qiáng)度113MPa,簡(jiǎn)支梁U缺口沖擊強(qiáng)度5.0kJ/㎡,制品表觀質(zhì)量光滑、有光澤。該復(fù)合材料具有制備工藝簡(jiǎn)單、成本低、表面光澤度好,同時(shí)其他各項(xiàng)力學(xué)性能優(yōu)異等特點(diǎn)。
四、高嶺土高填充PA66復(fù)合材料 配方組成/質(zhì)量份
樹(shù)脂PA66( EPR32) 55;
增韌劑POE-g-MAH( NMN-493D) 3;
填充劑高嶺土( CPM-1) 40;
助劑 銅鹽( HS-03) 2。
制備工藝
首先將PA66在溫度為110~120℃的烘箱中干燥6h除去水分,然后按配方比例將干燥后的PA66、填充劑、增韌劑和銅鹽助劑加入高速混合機(jī)中,在室溫下混合均勻,混合好的物料置于雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出造粒。
擠出機(jī)螺桿L/D為40:1,料筒各區(qū)段溫度為一區(qū)240℃。二區(qū)280℃,三區(qū)275℃,四區(qū)270℃;螺桿轉(zhuǎn)速350 r/min。
材料性能
拉伸強(qiáng)度82.7MPa,斷裂伸長(zhǎng)率4.0%,彎曲強(qiáng)度87.6MPa,彎曲彈性模量5.02GPa,懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度5.0kJ/㎡,懸臂梁無(wú)缺口沖擊強(qiáng)度86.8kJ/㎡。
五、云母填充改性PA66 配方組成/質(zhì)量份
樹(shù)脂PA66 75;
偶聯(lián)劑KH-560 0.8;
EVA 25;
潤(rùn)滑劑 白油 1.5;
填充劑云母粉(1000目) 40;
分散劑PE蠟 0.5。
制備工藝
首先將PA66在100~110℃溫度下干燥處理6h除去水分;云母粉在100~110℃鼓風(fēng)干燥箱中烘干6h,再與稀釋的偶聯(lián)劑混合,表面活化處理5~6 min取出待用。
然后按配方比例將干燥后的PA66、EVA、表面處理過(guò)的云母粉、分散劑和潤(rùn)滑劑在高速混合機(jī)中于一定溫度下高速混合攪拌10~15min,混合好的物料置于雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出造粒。擠出機(jī)L/D≥28:1;擠出機(jī)料筒溫度190~250℃;螺桿轉(zhuǎn)速60~80r/min。
材料性能
拉伸強(qiáng)度70.4MPa,彎曲強(qiáng)度138.9MPa,彎曲彈性模量5.52GPa,斷裂伸長(zhǎng)率2.1%,缺口沖擊強(qiáng)度6.4 kJ/㎡,熱變形溫度( 1.82MPa) 149℃,成型收縮率0.59%。
六、玻璃微珠填充改性PA6復(fù)合材料 配方組成/質(zhì)量份
樹(shù)脂PA6( BG-25) 85;
復(fù)合偶聯(lián)劑 0.15;
填充劑 空心玻璃微珠(直徑10μm)15。
制備工藝
將復(fù)合偶聯(lián)劑用無(wú)水乙醇稀釋10倍,加入空心玻璃微珠中,在高速混合機(jī)中混合均勻,然后把乙醇蒸發(fā)掉,得到表面處理后的空心玻璃微珠;
將經(jīng)過(guò)干燥處理的PA6與表面處理后的空心玻璃微珠混合均勻,投入雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出造粒,并干燥,即得玻璃微珠填充改性PA6復(fù)合材料。
材料性能
拉伸強(qiáng)度64MPa,缺口沖擊強(qiáng)度(23℃)17.8kJ/㎡。該材料具有較高的拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度,廣泛用于汽車制造、機(jī)械設(shè)備、電子電器、醫(yī)療器械和精密儀器等領(lǐng)域。
七、自潤(rùn)滑耐磨注塑級(jí)石墨填充改性PA66
量份
PA66樹(shù)脂 69.4;
熱穩(wěn)定劑 1.2;
導(dǎo)電石墨粉 25;
硅烷偶聯(lián)劑 0.5;
高分子量硅油 2.4;
其他助劑 0.5;
抗氧劑 1.0。
制備工藝
先將導(dǎo)電石墨粉與硅烷偶聯(lián)劑在50℃條件下混合10min后再自然放置6h,PA66在85℃條件下干燥3h后與高分子量硅油在混合機(jī)中混合10min,然后與抗氧劑、熱穩(wěn)定劑以及其他助劑按照配方比例稱量后在混合機(jī)中低速混合10min,原輔料混合效果應(yīng)是各種粒子和粉末基本均勻,沒(méi)有明顯團(tuán)塊和集聚;
混合好的物料再經(jīng)積木式平行同向雙螺桿擠出機(jī)在中等剪切強(qiáng)度的螺桿組合情況下抽真空勻速混煉擠出,采用水冷拉條切粒方式,經(jīng)篩分脫水制得自潤(rùn)滑耐磨注塑級(jí)石墨填充改性PA66材料。擠出機(jī)螺桿L/D為40:1。
材料性能
該材料環(huán)保無(wú)鹵,在保持原有填充PA66的綜合性能的基礎(chǔ)上,還具有較好的自潤(rùn)滑性以及耐磨性,同時(shí)在注塑或擠出成品時(shí)能自行脫模,不需要使用脫模劑,原輔材料和生產(chǎn)設(shè)備均采用國(guó)產(chǎn),生產(chǎn)成本和原材料成本大大降低,提高了產(chǎn)品的綜合競(jìng)爭(zhēng)力。
八、木粉填充改性PA6復(fù)合材料
配方組成/質(zhì)量份
樹(shù)脂PA6(B3S注塑級(jí)) 60;
相容劑PE-g-MAH(Polybond 3009) 1;
填充劑 松木粉(70~80目) 40;
偶聯(lián)劑KH-550 1;
相容劑PP-g-MAH(Polybond 3200) 3;
潤(rùn)滑劑 硬脂酸酰胺 1。
制備工藝
先將木粉在180~220℃條件下干燥處理,控制干燥后的木粉含水量為0.8%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))以下,PA6在80~90℃的真空干燥箱中干燥5~6h;
然后按照配方比例將相容劑PP-g-MAH、相容劑PP-g-MAH、偶聯(lián)劑3-氨基丙基三甲氧基硅烷和潤(rùn)滑劑硬脂酸酰胺在高速混合機(jī)中混合攪拌均勻,制得復(fù)合偶聯(lián)相容劑;
將該復(fù)合偶聯(lián)相容劑加入到干燥后的木粉中,在60~90℃條件下混合攪拌均勻,制得改性木粉;
將改性木粉與PA6樹(shù)脂混合后加入到密煉機(jī)中,在180℃下共混10~20min,制得木粉填充改性PA6復(fù)合材料。密煉機(jī)轉(zhuǎn)速為60~100r/min。
材料性能
彎曲強(qiáng)度38.4MPa,沖擊強(qiáng)度5.6kJ/㎡。該材料彎曲強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度和彈性率得到大幅度提高,能夠滿足多種場(chǎng)合的生產(chǎn)工藝和使用性能要求。 ??????
尼龍的缺點(diǎn):尺寸精度差,熱膨脹和吸水性對(duì)它的尺寸影響很大、耐酸性差,不能用酸性染料染色,也不能接觸過(guò)多的酸性物質(zhì)、耐光性差,耐污染性差。
尼龍的優(yōu)點(diǎn):機(jī)械強(qiáng)度高,很高的表面硬度、拉伸強(qiáng)度、抗沖擊能力、耐疲勞、耐折迭、耐磨性、能自潤(rùn)滑、耐熱耐寒、耐應(yīng)力開(kāi)裂。同時(shí),PA易印刷,易染色,電性能優(yōu)良。
針對(duì)尼龍的特點(diǎn),目前其主要改性方向有6種:
降低尼龍吸水性,拓寬尼龍?jiān)诔睗癍h(huán)境使用,確保制備尺寸穩(wěn)定性;
阻燃改性,尼龍制品能夠進(jìn)入電子、高鐵、通訊等行業(yè);
增強(qiáng)尼龍機(jī)械性能,能夠替代金屬,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的輕量化;
提高尼龍抗高、低溫性能,提高耐候性,制品受環(huán)境變化尺寸變化不大,能夠應(yīng)用于高溫環(huán)境;
提高尼龍耐磨性以及抗靜電性;
降低尼龍成本,形成優(yōu)勢(shì)競(jìng)爭(zhēng),能夠進(jìn)入更為廣闊的產(chǎn)品領(lǐng)域。
一、滑石粉填充改性PA6
樹(shù)脂PA6 100;
偶聯(lián)劑KH-550 0.8;
填充劑 滑石粉 30;
潤(rùn)滑劑HSt 0.4;
分散劑PE蠟 0.5。
制備工藝
PA6易吸潮,首先進(jìn)行干燥處理,在溫度為100~120℃的烘箱中干燥6h除去水分,填充劑滑石粉也需要進(jìn)行表面處理,處理的方法是將偶聯(lián)劑用2~3倍的酒精稀釋,噴灑在填充劑上,混合攪拌3~5min。
然后按配方比例將干燥好的PA6、表面處理過(guò)的滑石粉、分散劑和潤(rùn)滑劑在高速混合機(jī)中充分?jǐn)嚢?,使物料混合均勻,混合好的物料置于雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出造粒。雙螺桿擠出機(jī)的L/D≥25:1;料筒溫度200~260℃;螺桿轉(zhuǎn)速40~60r/min。
材料性能
拉伸強(qiáng)度63.5MPa,缺口沖擊強(qiáng)度7.5kJ/㎡,馬丁耐熱溫度83℃,布氏硬度30,成型收縮率0.57%。
二、硅灰石填充改性PA66
配方組成/質(zhì)量份
樹(shù)脂 PA66 100;
分散劑PE蠟 1.0;
填充劑 硅灰石 40;
穩(wěn)定劑 CdSt 0.4;
偶聯(lián)劑KH-550 0.8;
潤(rùn)滑劑HSt 0.4。
制備工藝
PA66易吸潮,首先進(jìn)行干燥處理,在溫度為110~120℃的烘箱中干燥6h除去水分,而無(wú)機(jī)填料硅灰石也需要進(jìn)行表面活化處理,將偶聯(lián)劑用2~3倍的酒精稀釋后,噴灑在硅灰石上,混合攪拌3~5min。
然后按配方比例將干燥后的PA66、表面處理過(guò)的硅灰石、分散劑、穩(wěn)定劑和潤(rùn)滑劑在高速混合機(jī)中加溫?cái)嚢?0~15min,使物料混合均勻,混合好的物料置于雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出造粒。擠出機(jī)料筒溫度180~260℃;螺桿轉(zhuǎn)速60~80 r/min。
材料性能
拉伸強(qiáng)度61.1~63.5MPa,無(wú)缺口沖擊強(qiáng)度102~110kJ/㎡,缺口沖擊強(qiáng)度12~14kJ/㎡,馬丁耐熱溫度60~78℃,成型收縮率0.6%~0.8%。
三、超細(xì)碳酸鈣填充改性PA66
樹(shù)脂 82.1;
偶聯(lián)劑KH-560 1.0;
填充劑 超細(xì)碳酸鈣(粒徑<2μm) 16;
抗氧劑245 0.25;
分散劑 聚酰胺蠟(粒徑為6~12μm) 0.4;
抗氧劑168 0.25。
制備工藝
PA66易吸潮,首先進(jìn)行干燥處理,在溫度為100~120℃的烘箱中干燥6h除去水分,然后按配方比例將干燥好的PA66、填充劑、分散劑、偶聯(lián)劑、抗氧劑在高速混合機(jī)中于室溫狀態(tài)下干混3~5min,混合好的物料置于雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出造粒制得復(fù)合材料。擠出機(jī)料筒溫度一區(qū)260~270℃,二區(qū)270~280℃,三區(qū)260~ 270℃。
材料性能
彎曲強(qiáng)度113MPa,簡(jiǎn)支梁U缺口沖擊強(qiáng)度5.0kJ/㎡,制品表觀質(zhì)量光滑、有光澤。該復(fù)合材料具有制備工藝簡(jiǎn)單、成本低、表面光澤度好,同時(shí)其他各項(xiàng)力學(xué)性能優(yōu)異等特點(diǎn)。
四、高嶺土高填充PA66復(fù)合材料
樹(shù)脂PA66( EPR32) 55;
增韌劑POE-g-MAH( NMN-493D) 3;
填充劑高嶺土( CPM-1) 40;
助劑 銅鹽( HS-03) 2。
制備工藝
首先將PA66在溫度為110~120℃的烘箱中干燥6h除去水分,然后按配方比例將干燥后的PA66、填充劑、增韌劑和銅鹽助劑加入高速混合機(jī)中,在室溫下混合均勻,混合好的物料置于雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出造粒。
擠出機(jī)螺桿L/D為40:1,料筒各區(qū)段溫度為一區(qū)240℃。二區(qū)280℃,三區(qū)275℃,四區(qū)270℃;螺桿轉(zhuǎn)速350 r/min。
材料性能
拉伸強(qiáng)度82.7MPa,斷裂伸長(zhǎng)率4.0%,彎曲強(qiáng)度87.6MPa,彎曲彈性模量5.02GPa,懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度5.0kJ/㎡,懸臂梁無(wú)缺口沖擊強(qiáng)度86.8kJ/㎡。
五、云母填充改性PA66
樹(shù)脂PA66 75;
偶聯(lián)劑KH-560 0.8;
EVA 25;
潤(rùn)滑劑 白油 1.5;
填充劑云母粉(1000目) 40;
分散劑PE蠟 0.5。
制備工藝
首先將PA66在100~110℃溫度下干燥處理6h除去水分;云母粉在100~110℃鼓風(fēng)干燥箱中烘干6h,再與稀釋的偶聯(lián)劑混合,表面活化處理5~6 min取出待用。
然后按配方比例將干燥后的PA66、EVA、表面處理過(guò)的云母粉、分散劑和潤(rùn)滑劑在高速混合機(jī)中于一定溫度下高速混合攪拌10~15min,混合好的物料置于雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出造粒。擠出機(jī)L/D≥28:1;擠出機(jī)料筒溫度190~250℃;螺桿轉(zhuǎn)速60~80r/min。
材料性能
拉伸強(qiáng)度70.4MPa,彎曲強(qiáng)度138.9MPa,彎曲彈性模量5.52GPa,斷裂伸長(zhǎng)率2.1%,缺口沖擊強(qiáng)度6.4 kJ/㎡,熱變形溫度( 1.82MPa) 149℃,成型收縮率0.59%。
六、玻璃微珠填充改性PA6復(fù)合材料
樹(shù)脂PA6( BG-25) 85;
復(fù)合偶聯(lián)劑 0.15;
填充劑 空心玻璃微珠(直徑10μm)15。
制備工藝
將復(fù)合偶聯(lián)劑用無(wú)水乙醇稀釋10倍,加入空心玻璃微珠中,在高速混合機(jī)中混合均勻,然后把乙醇蒸發(fā)掉,得到表面處理后的空心玻璃微珠;
將經(jīng)過(guò)干燥處理的PA6與表面處理后的空心玻璃微珠混合均勻,投入雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行擠出造粒,并干燥,即得玻璃微珠填充改性PA6復(fù)合材料。
材料性能
拉伸強(qiáng)度64MPa,缺口沖擊強(qiáng)度(23℃)17.8kJ/㎡。該材料具有較高的拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度,廣泛用于汽車制造、機(jī)械設(shè)備、電子電器、醫(yī)療器械和精密儀器等領(lǐng)域。
七、自潤(rùn)滑耐磨注塑級(jí)石墨填充改性PA66
量份
PA66樹(shù)脂 69.4;
熱穩(wěn)定劑 1.2;
導(dǎo)電石墨粉 25;
硅烷偶聯(lián)劑 0.5;
高分子量硅油 2.4;
其他助劑 0.5;
抗氧劑 1.0。
制備工藝
先將導(dǎo)電石墨粉與硅烷偶聯(lián)劑在50℃條件下混合10min后再自然放置6h,PA66在85℃條件下干燥3h后與高分子量硅油在混合機(jī)中混合10min,然后與抗氧劑、熱穩(wěn)定劑以及其他助劑按照配方比例稱量后在混合機(jī)中低速混合10min,原輔料混合效果應(yīng)是各種粒子和粉末基本均勻,沒(méi)有明顯團(tuán)塊和集聚;
混合好的物料再經(jīng)積木式平行同向雙螺桿擠出機(jī)在中等剪切強(qiáng)度的螺桿組合情況下抽真空勻速混煉擠出,采用水冷拉條切粒方式,經(jīng)篩分脫水制得自潤(rùn)滑耐磨注塑級(jí)石墨填充改性PA66材料。擠出機(jī)螺桿L/D為40:1。
材料性能
該材料環(huán)保無(wú)鹵,在保持原有填充PA66的綜合性能的基礎(chǔ)上,還具有較好的自潤(rùn)滑性以及耐磨性,同時(shí)在注塑或擠出成品時(shí)能自行脫模,不需要使用脫模劑,原輔材料和生產(chǎn)設(shè)備均采用國(guó)產(chǎn),生產(chǎn)成本和原材料成本大大降低,提高了產(chǎn)品的綜合競(jìng)爭(zhēng)力。
八、木粉填充改性PA6復(fù)合材料
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相容劑PE-g-MAH(Polybond 3009) 1;
填充劑 松木粉(70~80目) 40;
偶聯(lián)劑KH-550 1;
相容劑PP-g-MAH(Polybond 3200) 3;
潤(rùn)滑劑 硬脂酸酰胺 1。
制備工藝
先將木粉在180~220℃條件下干燥處理,控制干燥后的木粉含水量為0.8%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))以下,PA6在80~90℃的真空干燥箱中干燥5~6h;
然后按照配方比例將相容劑PP-g-MAH、相容劑PP-g-MAH、偶聯(lián)劑3-氨基丙基三甲氧基硅烷和潤(rùn)滑劑硬脂酸酰胺在高速混合機(jī)中混合攪拌均勻,制得復(fù)合偶聯(lián)相容劑;
將該復(fù)合偶聯(lián)相容劑加入到干燥后的木粉中,在60~90℃條件下混合攪拌均勻,制得改性木粉;
將改性木粉與PA6樹(shù)脂混合后加入到密煉機(jī)中,在180℃下共混10~20min,制得木粉填充改性PA6復(fù)合材料。密煉機(jī)轉(zhuǎn)速為60~100r/min。
材料性能
彎曲強(qiáng)度38.4MPa,沖擊強(qiáng)度5.6kJ/㎡。該材料彎曲強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度和彈性率得到大幅度提高,能夠滿足多種場(chǎng)合的生產(chǎn)工藝和使用性能要求。 ??????
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