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。

无捻玻璃纤维粗纱增强聚丙烯的研究

在常规无捻玻璃纤维粗纱988A基础上,通过浸润剂优化,开发出新型无捻玻璃纤维粗纱960。在两种不同螺杆组合条件下,对比988A和960增强聚丙烯性能和挤出过程顺畅性。结果发现,采用常规螺杆组合时,复合材料中的960玻纤保留长度分布相比988A离散小,冲击强度更高。弱化螺杆剪切力后,988A漏纤和断条明显,复合材料冲击强度下降。960增强PP挤出时没有出现漏纤和断条,性能随着保留长度提高而提高。