纤维直径对短切玻纤增强PBT复合材料力学性能的影响研究

以短切玻璃纤维增强热塑性聚对苯二甲酸丁二醇酯复合材料(GF/PBT)为研究对象,采用金相显微镜、熔融指数测试仪、差示扫描量热仪(DSC)、力学测试技术、扫描电子显微镜(SEM)多种表征手段,对比研究了直径为10~15μm的玻璃纤维增强PBT复合材料在相同玻纤质量分数(30%)下的力学性能差异性。结果表明:随着玻纤直径变大,GF/PBT复合熔体熔融指数增加,熔体粘度下降,玻纤在复合材料中的保留长度提高;随着玻纤直径增大,复合材料中PBT的初始结晶温度逐步降低,使用直径较小的玻纤增强PBT其熔点相对较高;在纤维直径10~15μm范围内,GF/PBT复合材料的力学性能整体随着纤维直径增加而降低,其中10~11μm范围内性能较为接近,14~15μm范围内性能较为接近;直径较小的玻纤与树脂接触面大,在PBT树脂中分散性较好;随着纤维直径增加,玻纤在树脂中易于出现多根玻纤聚集,不利于复合材料的冲击性能。

螺杆扭矩对玻纤增强尼龙66力学性能影响的研究

对比不同转速和不同喂料量螺杆扭矩对玻纤增强PA66材料的力学性能的影响,采用偏光显微镜、力学性能测试等方法表征复合材料的干态性能。实验结果表明,在实际生产过程中,需要将挤出机的螺杆扭矩控制在一定的范围内,太高会延长物料停留在料筒内的时间,物料受螺杆与料筒璧之间剪切力变大,经过反复剪切造成玻纤残留长度降低;太低不利于产能的发挥,并且物料受螺杆之间的剪切力增强,造成玻纤保留长度降低及加剧玻纤表面的微裂纹的产生,最终导致材料的力学性能下降。因此将挤出机螺杆扭矩比控制在50%~60%之间,可使挤出产量和材料的力学性能达到最优状态。

高性能玻璃纤维无捻粗纱增强聚丙烯的研究

在常规玻璃纤维无捻粗纱988A基础上,通过浸润剂优化,开发出高性能玻璃纤维无捻粗纱960A。分别挤出、注塑制成988A和960A增强聚丙烯(PP)的GF/PP复合材料,采用SEM、机械性能检测等方法表征复合材料的干态性能和水煮性能。结果表明,960A与聚丙烯树脂粘结更好,GF/PP复合材料的干态性能和耐水煮性能明显优于988A。单纤维直径越粗,比表面积越小,17μm的GF/PP复合材料相比14μm的GF/PP力学性能下降7%。水煮老化性能则相反。

高性能无捻玻璃纤维粗纱增强尼龙回料的研究

通过浸润剂优化,开发出高性能无捻玻璃纤维粗纱960A。分别挤出共混制成988A和960A增强尼龙回料(PA6/PA66)的GF/PA回料复合材料,采用偏光显微镜、力学性能测试等方法表征复合材料的干态性能。结果表明:960A增强尼龙回料的力学性能比988A更好。