玻纤增强聚丙烯管材缠绕成型温度工艺参数研究

通过熔融浸渍法制作了聚丙烯(PP)预浸料坯带。采用正交试验,研究了玻纤增强PP复合管材缠绕成型过程中几个主要加工温度参数对其性能的影响。结果表明,通道加热温度、热风枪加热温度、芯模温度对复合管材的层间剪切强度(F sbs)和环向拉伸强度(σ环)有显著影响。其中,热风枪温度对F sbs影响较大,而芯模温度对σ环影响较大。在预热通道温度200℃,热风枪温度260℃,芯模温度140℃的最优工艺条件下,管材的F sbs达到43.69 MPa,σ环达到了589 MPa。

玻纤质量分数对长玻纤增强聚丙烯水驱动弹头辅助注塑管件的影响

分别以玻纤质量分数10%,20%,30%和40%的长玻纤增强聚丙烯(LGFRPP)材料制取一系列水驱动弹头辅助注塑(W-PAIM)管件。探究了玻纤质量分数对玻纤断裂长度、纤维取向、壁厚以及耐压性的影响。结果表明,随着玻纤质量分数的增加,玻纤断裂长度在较长区间内占比降低;不同玻纤质量分数的W-PAIM制件在壁厚层的取向不同,水道层的玻纤沿流动方向取向较模壁层和中间层更好,当玻纤质量分数为10%与40%时,水道层玻纤取向度最好,玻纤质量分数为20%时,中间层取向最差,玻纤质量分数为30%时,模壁层的玻纤取向较好;随着玻纤质量分数的增加,WPAIM管件壁厚呈先增加后减小再增加的趋势;随着玻纤质量分数的增加,管件的耐压性先增加后减小最后又增加,当玻纤质量分数为20%时,耐压性最好。

环境温度对长玻纤增强聚丙烯单向拉伸力学性能的影响

长玻纤增强聚丙烯(Long glass fiber reinforced polypropylene,LGFPP)作为一种轻质、易回收的新型车用复合材料,同时具有较好的力学性能、耐热性、耐候性。通过不同温度环境下的拉伸试验研究了环境温度对LGFPP力学性能的影响并分析了其失效机理。结果表明:当环境温度为零下20℃时,基体对纤维的包裹性较好,有利于载荷传递,破坏表现为基体破坏,断裂面较为平整,其拉伸强度相对室温下提高18.93%;随着温度升高,树脂基体逐渐变软,树脂与纤维之间的界面强度降低,部分表现为纤维与基体的界面破坏,从而减少了纤维承载发生的破坏,从而导致了LGFPP强度降低;当环境温度达到100℃时,其拉伸强度相对室温下降低45.84%。建立了LGFPP的均质化RVE模型,预测了不同温度下LGFPP的力学响应和弹性常数,数值模拟结果和理论值与实验结果吻合较好。这为LGFPP在应用环境的耐适性提供了指导。

IFR/OMMT协同阻燃长玻纤增强聚丙烯的阻燃性能和热稳定性能研究

以膨胀阻燃剂(IFR)和有机蒙脱土(OMMT)协效阻燃剂对长玻纤增强聚丙烯复合材料(LGFPP)进行阻燃改性,研究OMMT与IFR阻燃剂的协同效应对LGFPP阻燃性能和热稳定性能的影响。采用氧指数(LOI)和热失重分析(TGA)表征LGFPP的阻燃性能和热稳定性能,并通过扫描电镜(SEM)观察燃烧后的炭层形貌。结果表明,OMMT的加入提高了LGFPP/IFR体系的阻燃性能和热稳定性能;当OMMT添加量为2%时,体系的氧指数达到24.2%,燃烧后的残炭物形成致密的硅酸盐保护层。

高性能玻纤增强聚丙烯材料的研制及应用

研究了自制聚丙烯接枝马来酸酐与乙烯/辛烯共聚物(PP-g-POE-MAH)和螺杆组合对玻璃纤维(GF)增强聚丙烯(PP)性能及产品外观的影响,制备了高性能、成型外观优的玻纤增强PP材料。结果表明,加入PP-gPOE-MAH可显著提高玻纤增强PP的拉伸、弯曲、冲击性能;在30%GF的玻纤增强PP体系中,PP-g-POE-MAH添加的最佳比例为8%,此配比制备的玻纤增强PP综合性能优良且性价比高;螺杆组合的剪切强弱较大幅度地影响材料的性能及成型外观,适当剪切强度生产的玻纤增强PP材料可兼具优良力学性能与优质成型外观。目前该材料已广泛应用于汽车、家电行业。

无卤膨胀阻燃长玻纤增强聚丙烯性能研究

利用无卤膨胀阻燃剂(IFR)阻燃长玻纤增强聚丙烯(LGFPP)复合材料,研究IFR的添加量对复合材料阻燃性能、热稳定性能、燃烧性能和力学性能的影响。结果表明,加入IFR使复合材料燃烧后生成了具有阻燃作用的炭层,显著提高了复合材料的阻燃性能。随IFR添加量的增加,复合材料的极限氧指数(LOI)逐渐提高,热释放速率峰值及其平均值、总热释放速率和生烟速率逐渐降低,力学性能略有下降。当IFR质量分数为20%时,复合材料的LOI和垂直燃烧等级分别达到了24.4%和UL 94 V–0级。

长玻纤增强聚丙烯复合材料注塑成型工艺优化

通过熔融浸渍包覆工艺,制备玻纤含量为40%的长玻纤增强聚丙烯复合材料(LGFRPP)粒料,选择注塑温度、注射压力以及注射速率作为试验的3个因子,将拉伸强度、弯曲强度及冲击强度作为评价指标,利用正交实验设计的方法对LGFRPP的注塑成型工艺进行了优化研究,研究了各注塑工艺对力学性能的影响,得到最佳注塑成型条件。研究结果表明,对拉伸性能影响最显著的是注射速率,对弯曲性能影响最显著的是注塑温度,对冲击强度影响最显著的是注射压力;采用综合平衡原则,结合拉伸、弯曲和冲击性能,得到含量为40%的LGFRPP复合材料的最佳注塑成型条件为注塑温度250℃,注射压力40 MPa,注射速度60%。在最佳工艺条件下,材料的拉伸强度为132. 02 MPa,弯曲强度为200. 38 MPa,冲击强度为59. 34 k J/m2。

短玻纤增强聚丙烯注射充模过程的数值模拟

通过对玻纤增强聚丙烯注射充模阶段纤维取向的研究,考虑流场和纤维取向的相互作用,基于连续介质力学理论,建立了耦合有纤维取向的薄壁制品注射充模阶段的双尺度模型,并使用有限元/有限差分/控制体积法对控制方程组进行了求解,预测结果与实际基本符合。

DBDPE-Sb_2O_3复合阻燃长玻纤增强聚丙烯性能的研究

采用十溴二苯乙烷(DBDPE)协同三氧化二锑(Sb2O3)组成复合阻燃剂DBDPE-Sb2O3阻燃长玻纤增强聚丙烯(LGFPP),通过氧指数测定仪、水平-垂直燃烧试验仪、锥形量热仪、万能试验机和冲击试验机研究了DBDPE-Sb2O3的用量对DBDPE-Sb2O3/LGFPP复合材料的阻燃性能、热稳定性能、燃烧性能和力学性能的影响。结果表明,当DBDPE-Sb2O3复合阻燃剂质量分数为16%时,DBDPE-Sb2O3/LGFPP复合材料的氧指数和垂直燃烧等级分别达到了26.54%和FV-0级,且力学性能最优;DBDPE-Sb2O3提高了复合材料的热稳定性,降低了复合材料的热释放速率平均值及峰值,延缓了复合材料的引燃时间。

纳米蒙脱土、水滑石对阻燃型长玻纤增强聚丙烯阻燃性能及其降解动力学的影响

研究了OMMT和LDH对LGFPP/IFR阻燃复合材料的阻燃性能及其降解动力学的影响。借助热重分析、燃烧测定、扫描电镜及其锥形量热仪等表征手段,研究不同配比下,协效阻燃剂对复合材料阻燃性能的影响。结果表明,适量协效阻燃剂的加入,可以有效提高复合材料的热解反应活化程度。TG测试表明,热解起始温度和热解最大速率温度提前,体系释放的热量使复配的协效阻燃剂分解促使体系成炭,形成较为致密的炭层屏障。F-C方法所求出的不同复配比下,复合材料体系的反应平均活化能印证这一结果,表明协效阻燃剂的加入影响体系的降解反应的活跃程度以及阻燃性能。

玻纤增强聚丙烯多腔微注塑中纤维取向与流动偏移

采用3D模拟技术和各项异性旋转扩散-诱导应变闭合(ARD-RSC)等模型以及集成式热电偶传感器温度测量系统和可视化全息示踪技术,对多型腔微注塑成型过程中玻纤增强聚丙烯(GFRPP)熔体在流道中的纤维取向、温度和流动速度偏移现象进行模拟和分析。结果表明,低速注射时,GFRPP熔体中纤维取向明显,流道表层区域的纤维取向程度大于芯层区域的纤维取向,存在着明显的、不对称的表层-芯层-表层结构,纤维取向加剧了塑料熔体前沿温度与流动速度的向下偏移。高速注射时,纤维取向仍然存在不对称的表层-芯层-表层结构,但比低速注射时不明显得多,纤维取向对熔体前沿高温区和流动速度向下侧偏移幅度的影响也较低速注射时更大。即GFRPP熔体在不同注射速度下熔体的流动速度、流动状态、温度变化相互作用与影响,使得熔体的纤维取向,流动速度、温度分布产生偏移,导致流道系统和型腔充型不均衡。

长玻纤增强聚丙烯复合材料的研究进展

综述了近些年国内外对长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的研究进展,介绍了LGFRPP的制备工艺研究,总结出基体材料、玻纤增强材料和界面结合等因素对LGFRPP性能的影响,并对该复合材料今后的研究方向进行了展望。

工艺参数对短玻纤增强聚丙烯气辅注塑成型的影响

以带加强筋的矩形平板塑件为例,基于Moldflow 2010模拟试验平台,对短玻纤增强聚丙烯气辅注塑成型过程进行三维模拟分析,结合正交试验设计方法,选用L25(56)的正交表,研究了不同工艺参数对气道气体穿透长度和塑件翘曲变形的影响。结果表明,纤维含量、纤维间相互作用系数、模具温度、熔体温度、气体延迟时间和气体注塑时间对这两个指标的影响比较复杂,均不呈单调关系;影响两个指标最重要的因素均为纤维含量;两个指标总体上都随纤维含量的增加呈逐渐减小的趋势,但当纤维质量分数为30%时,它们都有一个较大的反常突变。

长玻纤增强聚丙烯复合材料的制备及力学性能

使用熔融浸渍法制备了长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料(LFTPP–G),研究了不同纤维含量、不同牵引速度及不同相容剂马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)添加量对复合材料力学性能的影响。结果表明,玻璃纤维在复合材料体系中起增强增韧作用,复合材料力学性能随纤维含量增加而升高;提高牵引速度可以提高生产效率,但复合材料的力学性能及纤维分散性能随之降低;相容剂PP-g-MAH的加入改善了玻璃纤维与树脂的界面结合。当使用自制的浸渍装置且玻璃纤维质量分数为50%、牵引速度为30 m/min、相容剂PP-g-MAH质量分数2%时,制得LFTPP–G具有较好的综合力学性能,其缺口冲击强度相较于纯聚丙烯树脂提高了1323%。

长玻纤增强聚丙烯中抗氧剂的液相色谱分析与应用

通过液相色谱分析5种抗氧剂及其复配抗氧剂,发现不同抗氧剂的保留时间、信号响应值与其种类和用量之间存在明确的对应关系。在此基础上,以正己烷为溶剂分别抽提3种长玻纤增强聚丙烯(LGFPP)样品A,B和C中的抗氧剂并进行液相色谱分析,结果表明,样品A的抗氧剂体系为抗氧剂AO–K1和AO–K5的二元复配,样品B和C的抗氧剂体系相同,是抗氧剂AO–K1,AO–K2和AO–K4的三元复配;3种样品在A3.05的响应值分别为70,66和34 mAU,抗氧剂AO–K1的含量以样品A中最高、样品B中次之、样品C中最低,样品A中含有长效耐热抗氧剂AO–K5;液相色谱分析结果表明,样品A的长期耐热老化性能最佳、样品B次之、样品C最差,与长期热老化测试结果相一致。该方法在原材料筛选和质量监控方面应用价值良好。

玻纤含量对玻纤增强聚丙烯拉伸性能的影响

采用不同玻纤含量的标准拉伸试样,应用试验方法,通过玻纤含量对玻纤增强PP复合材料的拉伸性能进行比较,找出了实现最佳抗拉强度的玻纤含量。

玻纤增强聚丙烯(FRPP)管的应用

针对 (FRPP)管这一新型的绿色环保建筑材料 ,介绍了其材质轻、抗渗、耐磨、安装效率高等诸多优点 ,从FRPP管的连接、管道支承、管道的热胀冷缩等方面 ,阐述了FRPP管的安装工艺 ,并提出了其广阔应用前景。

纤维含量对长玻纤增强聚丙烯注塑制品性能影响

制备了不同纤维含量长玻纤增强聚丙烯注塑试样,测量了试样不同位置处的玻纤长度,通过金相显微镜观测了长玻纤的分布,研究了玻纤含量对复合材料力学性能的影响,同时对长玻纤注射成型的制品进行数值模拟。微观试验观测发现,纤维含量的增加使得长纤维的断裂加剧,同时增加了纤维在制品内的团聚。宏观性能测试发现,高纤维含量增加了复合材料的力学性能,试验范围内试样的冲击强度最多增加了6倍。最后,比较了模拟结果与试验结果的变化趋势。

超声振动对玻纤增强聚丙烯塑件性能的影响

采用短玻纤增强聚丙烯(GFPP)材料,进行了矩形壳体塑件不同成型阶段施加超声振动的注射成型试验,并借助XRD、SEM观测和拉伸实验等方法,研究了超声振动对成型塑件内部结晶度及其力学性能的影响。结果表明:在充模阶段施加超声功率大于400W时,塑件的结晶度明显升高,但其拉伸强度增加较小;在保压及冷却阶段施加不同超声功率时,塑件内部的结晶度和拉伸强度均增加较小;而在注射成型全过程施加超声振动,超声功率小于400W时,塑件的结晶度和拉伸强度均明显提高;增大超声功率,塑件的结晶度减小,但拉伸强度明显增大。相比于未加超声振动,塑件不同成型阶段施加超声振动,均有助于塑件内部生成更多的结晶结构,提高塑件的力学性能。

长玻纤增强聚丙烯复合材料力学性能的研究进展

综述了长玻纤增强聚丙烯复合材料(LGFPP)力学性能的研究进展,包括玻纤含量、玻纤和聚丙烯树脂基体间的界面结合状态以及加工工艺等因素对LGFPP力学性能的影响,并对LGFPP的研究趋势进行了展望。