玻璃纤维增强聚丙烯/尼龙混杂板材的制备与性能研究

玻璃纤维增强热塑性复合材料具有重复成型、高韧性、高耐久性、可设计、环境友好及可回收利用等优势。为解决由聚丙烯树脂粘度高与尼龙树脂吸水率高引起的复合材料成型工艺与耐久性问题,本项目采用模压工艺研发并制备了玻璃纤维增强聚丙烯/尼龙混杂复合材料板材,研究了混杂模式对于板材力学性能与热性能的影响规律与机理,比较分析了水分子在混杂复合材料内的扩散行为。研究发现,单层层间交替混杂模式板材具有最高的力学性能,拉伸、弯曲和剪切强度最大提升率为132.8%、127.4%和110.4%,归因于混杂板材中两种预浸带在层间粘结-挤压作用下协同受力,材料性能充分发挥;相比之下,五层预浸带层间交替混杂模式板材存在明显薄弱界面层,削弱了板材整体协同受力作用。此外,混杂板材由于聚丙烯树脂憎水性以及逐层交替混杂模式,延缓或阻止了水分子在尼龙树脂内部的吸收和扩散行为,导致混杂板材吸水率大幅下降,这对于提升尼龙树脂基复合材料的耐久性具有重要意义。

超声振动对不同含量碳纤维增强聚丙烯制件性能的影响

利用超声辅助振动注塑模具,针对3种不同质量分数(10%,15%和20%)的碳纤维增强聚丙烯(CFPP)复合材料,进行了底部带有标准拉伸试样的壳体制件的成型实验。借助X射线衍射、扫描电镜等观测分析及拉伸性能测试,研究了超声振动外场作用下,不同碳纤维含量的制件内部结晶度及凝聚态结构中碳纤维的空间形态,以及碳纤维与基体接触界面的结合强度对制件力学性能的影响。结果表明,在CFPP制件注塑成型的填充流动阶段施加600W功率的超声振动,上述不同碳纤维含量的制件结晶度分别提高了4.4%,7.4%和9.8%,纤维取向程度分别提高了5.2%,9.7%和3.5%,纤维与基体的结合强度分别提高了32.5%,12.7%和12.6%,最终使得制件的拉伸强度相比于未施加超声振动时分别提高了6.9%,6.2%和10.4%;但超声功率高达到900W时,结晶度和纤维与基体的结合强度有所下降,导致制件拉伸强度有所降低。

玻璃纤维增强聚丙烯复合纤维的制备及其力学性能

为探索玻璃和聚丙烯两相间的界面结合效果和长期稳定性,实现玻璃纤维增强聚丙烯复合纤维的产业化制备,采用不同质量分数的玻璃纤维(增强剂)和聚丙烯接枝马来酸酐(相容剂),以及玻璃纤维表面改性和不同纺丝速度等试验方案,制备玻璃纤维增强聚丙烯复合纤维并研究其力学性能。通过差示扫描量热仪和熔融指数仪确定了样品的可纺性;通过红外光谱仪、扫描电镜等分析了表面改性玻璃纤维(表面改性剂为硅烷偶联剂KH550)与聚丙烯之间的界面结合机理和效果。力学测试结果表明:玻璃纤维增强聚丙烯复合纤维的拉伸强度相比纯聚丙烯纤维最多提高29.7%;相比纯聚丙烯的注塑样品,二次熔融制备的玻璃纤维增强聚丙烯注塑样品的拉伸强度、弯曲模量、抗冲击强度分别提高29.2%、37.5%、22.3%。

玻璃纤维增强聚丙烯复合材料界面改性研究

研究了聚丙烯 (PP)微粒与马来酸酐 (MAH)在紫外线辐照下进行接枝反应。考察了单体MAH的用量、辐照时间等对接枝率的影响 ,以及接枝率与复合材料弯曲强度和冲击韧性的关系。通过IR、DSC和力学性能测试表明 ,在紫外线辐照下可实现PP -MAH固相接枝 ,而且接枝PP含量的提高使复合材料的弯曲强度和冲击韧性得到改善。

黄麻纤维增强聚丙烯的力学性能

本文讨论了注塑成型黄麻纤维增强聚丙烯的制备方法和力学性能。将纤维重量含量分别为 10 %、2 0 %和 30 %的复合材料进行比较 ,分析纤维含量对复合材料拉伸、弯曲和冲击性能的影响 ;将纤维分别切成约 3mm、5mm和 10mm长制成复合材料进行比较 ,分析纤维长度对复合材料拉伸、弯曲和冲击性能的影响。掺入黄麻纤维能使聚丙烯的拉伸和弯曲性能提高 ,但使其冲击强度降低 ;随纤维含量的增加或纤维长度的增加 ,复合材料的强度和模量是递增的 ,而冲击强度是递减的。

苎麻落麻纤维增强聚丙烯复合材料研究

本文对苎麻落麻纤维增强聚丙烯 (PP)复合材料注射成型过程中苎麻落麻纤维的分散问题和制品的复合工艺进行了研究 ;用金相显微镜和扫描电镜观察了落麻纤维 /PP的断面形貌 :将纯PP、苎麻落麻纤维增强PP。

玻璃纤维增强聚丙烯制品翘曲变形的研究

针对玻璃纤维增强聚丙烯(PP/GF)注射成型制品存在的翘曲变形缺陷,研究了注射工艺参数如模具温度、喷嘴温度、注射速率、保压压力和保压时间对制品成型收缩率及翘曲的影响。结果表明,随着模具温度、喷嘴温度和保压压力的降低,制品的翘曲减小;适当提高注射速率和减少保压时间也可减小制品翘曲。

木纤维增强聚丙烯复合材料性能的研究

与常用的对木纤维进行化学改性的方法相比 ,本研究采用磺酰胺类增塑剂 ,在高速捏合机上对木纤维增塑 ,从而改进木纤维在聚丙烯中的分散性 ,采用马来酸酐接枝聚丙烯作为相容剂 ,使用了四种不同形态的木纤维来增强聚丙烯 ,研究了复合材料的力学性能与纤维种类、含量的关系 ,通过SEM研究了复合材料的断面形态 ,通过熔体流动速率研究了复合材料加工性能等。

混纤纱法制备连续玻璃纤维增强聚丙烯复合材料

采用混纤纱法制备连续玻璃纤维增强聚丙烯复合材料 ,对混纤纱的制备工艺及纤维增强聚丙烯复合材料的成型工艺进行了研究。通过试验 ,对玻璃纤维增强聚丙烯复合材料力学性能及孔隙率等进行了测试 ,并确定出了合理的工艺参数。

玻璃纤维增强聚丙烯收缩行为的研究及优化

以企业典型的玻璃纤维增强聚丙烯(GFR-PP)产品的收缩优化为案例,运用基于MPI的Taguchi正交试验方法研究了玻璃纤维增强聚丙烯产品的收缩行为。分别应用3种不同玻璃纤维含量的物料,设计了L_(18)(3~6)正交矩阵,利用正交试验对保压压力、保压时间、注射时间、熔融温度、模具温度和纤维含量等6个因素分3个水平进行研究。找出了玻璃纤维含量和注塑工艺参数对制品收缩影响的规律,对企业实际生产具有指导作用。

注射压缩成型工艺对长玻璃纤维增强聚丙烯注塑制品力学性能的影响

以长玻璃纤维增强聚丙烯(LFT-PP)为材料,利用自行设计带有压缩功能的模具,基于单因素实验方法,研究了压缩距离、压缩速度和压缩力对注射压缩成型(ICM)试样的玻璃纤维残余长度和力学性能的影响规律,在此基础上,对比了常规注塑成型(IM)和ICM方法成型的LFT-PP的玻璃纤维残余长度和力学性能差异。结果表明,玻璃纤维残余长度是引起ICM试样力学性能变化的主要因素,随着压缩距离、压缩速度以及压缩力的增大,试样内的纤维残余长度均先增加后减少,力学性能也随之先上升后下降;与拉伸强度相比,工艺参数对缺口冲击强度的影响更为明显。与IM相比,ICM可减少充模过程中纤维的断裂程度,提高玻璃纤维增强效率,增加制品的力学性能。ICM样品的平均玻璃纤维长度增加了44.1%,拉伸强度增加了18.4%,缺口冲击强度增加了243%。

相容剂对玻璃纤维增强聚丙烯力学性能和形变的影响

制备了不同相容剂含量的玻璃纤维增强聚丙烯,并对其力学性能和形变的进行分析,初步探讨了机理.结果表明,作为相容剂,聚丙烯接枝马来酸酐的用量为1%～3%较合适.

马尾松纤维增强聚丙烯复合材料力学性能的实验

对马尾松热磨机械浆纤维增强聚丙烯复合材料力学性能进行测试与分析 ,结果表明 :对纤维进行接枝处理和偶联处理 ,可以明显改善纤维与聚丙烯基体共混体系的力学性能 ;纤维与助剂的含量对复合材料力学性能的影响显著 ,马尾松热磨机械浆含量 2 5 %左右时 ,复合材料可达到的力学性能指标为拉伸强度 2 7MPa以上、弯曲强度 4 0MPa以上、冲击强度 (缺口 ) 5kJ/m2

长纤维增强聚丙烯复合材料进气歧管焊接接头的性能及影响因素

对水压爆破试验合格与不合格的两个汽车用长纤维增强聚丙烯复合材料进气歧管焊接接头进行了拉伸试验,观察了人工断口形貌并分析了影响其性能的主要因素。结果表明:水压爆破试验合格进气歧管焊接接头的拉伸强度约为11 MPa,远小于母材的;热影响区及熔合区中的纤维呈无序分布,且与基体聚丙烯结合较好,但是纤维出现了聚集情况,且部分纤维剥落,导致焊接接头拉伸强度的降低。水压爆破试验不合格进气歧管焊接接头熔合区纤维与基体聚丙烯的结合很差,且存在大量破碎现象;破碎纤维所在区域在水压爆破试验时成为裂纹源,导致焊缝开裂。

玻璃纤维增强聚丙烯为材质生产汽车车体试验研究

从二氧化碳排放量的角度,分析了以玻璃纤维增强热塑性塑料为材质的车体,旨在大量减少二氧化碳的排放量。汽车车体的重量大大减轻,从而节约了30%的燃油消耗。实验室采用玻璃纤维增强的聚丙烯为材质,并且以应力应变的时间关系为模型,制造出用来生产尺寸合适的车体的混合物。实验室采用单螺旋杆挤压机来制备测试品,并采用数学模型来确定增强测试品的应力应变关系。在混合物中加入30%的玻璃纤维,可以按照规定的应力大小来生产汽车车体。

旭化成公司推出玻璃纤维增强聚丙烯复合材料

据“www．britishplastics．co．uk”报道，旭化成公司推出适用于汽车和家庭用品的新一代玻璃纤维增强聚丙烯（PP）复合材料Thermylene P11。

成型工艺对短玻璃纤维增强聚丙烯注塑管件的壁厚分布及玻璃纤维取向的影响

以气体辅助注射成型(GAIM)、水辅助注射成型(WAIM)、气体驱动弹头辅助注射成型(G-PAIM)及水驱动弹头辅助注射成型(W-PAIM)制备了一系列短玻璃纤维增强聚丙烯弯形管件,对比了各成型工艺对其管件壁厚及玻璃纤维取向分布的影响。结果表明,以管件总体壁厚大小排序为GAIM>WAIM>W-PAIM>G-PAIM,其中G-PAIM与W-PAIM管件壁厚差异较小;4种成型工艺的管件壁厚方差均较小,各壁厚均匀性较好;WAIM管件的玻璃纤维取向度总体上高于GAIM;且弹头的引入使得管件沿流动方向的玻璃纤维取向度更高。

连续玻璃纤维增强聚丙烯复合板材的制备及性能

以连续玻璃纤维为聚丙烯树脂的增强材料,通过熔融浸渍法制备了连续玻璃纤维增强聚丙烯单向预浸带,然后将单向预浸带经热压成型制得连续玻璃纤维增强聚丙烯层合板。采用扫描电子显微镜对单向预浸带进行了表征,考察了玻璃纤维含量、增容剂用量和克重等对连续玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的外观形貌、力学性能和结合牢度的影响。研究结果表明:在一定范围内,增加玻璃纤维含量可以提高复合材料的力学性能,当玻璃纤维含量达到65%时,复合材料的力学性能达到最优,继续增加玻璃纤维含量,树脂则难以充分浸渍玻璃纤维,两者结合较差,复合材料的外观变差、力学性能也会明显下降;当增容剂用量从0增加到2.5%时,复合材料的界面结合强度明显改善,力学性能也有较大提高,但进一步提高增容剂用量对复合材料力学性能的改善效果就不明显;随着克重的增大,复合材料的拉伸和弯曲性能下降,但抗冲击性能却有所提高;热氧老化对复合材料的力学性能影响较大,使复合材料的力学性能明显下降。

熔融浸渍及界面结合对连续玻璃纤维增强聚丙烯复合材料性能的影响

熔融浸渍技术一直是制备连续玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的主流技术。然而,聚丙烯熔体流动性低、黏度高以及树脂与玻璃纤维相容性较差的问题限制了它的广泛应用。针对这些技术难题,一方面,采用负载了2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷的聚丙烯粒子(MB-CR PP)为断链剂,提高聚丙烯流动性;另一方面,使用相容剂马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)来改善连续玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的界面结合强度。结果表明,使用MB-CR PP能够降低聚丙烯分子量,大幅提高其流动性,可以使熔融树脂与玻璃纤维浸渍更加充分,并降低连续玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的孔隙率,从而在一定程度上改善复合材料的力学性能。当MB-CR PP在树脂体系中含量为0. 4%时,复合材料的力学性能达到最优。进一步提高其用量会明显降低聚丙烯的力学性能,从而导致复合材料力学性能下降。此外,当相容剂用量从0%增加到2. 5%时,复合材料的界面结合强度明显改善,力学性能也有较大提高,但进一步提高相容剂用量对复合材料力学性能的改善效果就不明显。

玻纤含量对长纤维增强聚丙烯性能的影响

通过熔融浸渍工艺制备了长玻纤增强聚丙烯复合材料(LFT–PP),利用力学性能测试、差示扫描量热分析、热重分析、扫描电子显微镜(SEM)观察等方法研究了玻纤含量对LFT–PP性能的影响。结果表明,当玻纤质量分数为50%时,复合材料力学性能最佳,其拉伸强度达到158.7 MPa,为纯PP的5.7倍;缺口冲击强度为52.6 kJ/m2,是纯PP的10.7倍。从SEM照片可以看出,玻纤与PP树脂有很好的相容性,使得复合材料具有极佳的力学性能。