不同长度粒料对玻璃纤维增强聚丙烯复合材料力学性能的影响

对采用玻璃纤维形成的不同长度粒料(3.00 mm的短纤维粒料1种,7.00、11.00、15.00 mm的长纤维粒料3种)所制备的4种玻璃纤维增强聚丙烯复合材料进行拉伸、弯曲、冲击试验,测量注塑成型后残留的玻璃纤维长度,采用X-ray CT扫描法观察复合材料内部的纤维排列,探讨不同长度玻璃纤维对复合材料力学性能的影响。结果表明:注塑成型后玻璃纤维断裂严重,4种粒料的玻璃纤维长度均下降50%以上。随着玻璃纤维的原始长度从1.50 mm增加到15.00 mm,残留纤维长度从0.68 mm增加到4.18 mm。在残留纤维长度从0.68 mm增加到3.02 mm范围内,复合材料的拉伸强度和弯曲强度明显提高;在残留纤维长度从3.02mm增加到4.18 mm范围内,复合材料的拉伸强度和弯曲强度保持稳定。复合材料的冲击强度随着玻璃纤维的原始长度增加而增加。以短纤维增强粒料制得的复合材料,虽然玻璃纤维的原始长度非常短,但纤维排列接近长度方向;以长纤维增强粒料制得的复合材料,其芯层有宽阔的纤维排列杂乱区,纤维取向趋向无序状态,且该现象随着玻璃纤维的原始长度增加而加剧,部分纤维发生相互缠绕。

不同长度和类型粒料混杂制备玻璃纤维增强聚丙烯复合材料

对由不同长度和类型的粒料(长度为3.00 mm的短纤维粒料S3和长度为11.00 mm的长纤维粒料L11)混合制得的玻璃纤维增强聚丙烯复合材料进行拉伸、弯曲、冲击试验,并通过X-ray CT扫描观察复合材料内部的纤维取向,研究玻璃纤维长度和排列对玻璃纤维增强聚丙烯复合材料力学性能的影响。当L11与S3的混合质量比为90%∶10%时,试样的拉伸强度与弯曲强度都略高于L11制备的试样,且冲击强度保持较高的水平,内部的纤维取向也有明显的改善。由此推测,在长纤维粒料中混入少量(如质量分数为10%)短纤维粒料会改善复合材料内部的纤维取向,并对复合材料的强度起到积极作用。。