玻纤增强尼龙复合材料车门拉手座热流道模具设计

在车门拉手座塑件模具设计中,为解决高含量玻璃纤维增强尼龙复合材料成型时容易出现浮纤、收缩各向异性带来的翘曲变形大等潜在品质缺陷问题,运用CAE辅助分析对塑件的成型方案进行了优化分析。将浇注系统优化为潜伏式双浇口浇注系统,浇口的进胶直径为1 mm,流道结构由三级冷流道+一级热流道组成。所获得的浇注效果为:引起浮纤发生的内外壁模温差控制在38℃以下(标准值≤50℃);主要外观面盖面的纤维取向张量范围为0.7373~0.9986,能有效保证盖面的结构强度;塑件最大翘曲变形量为1.024 mm,能保证塑件关键尺寸的成型精度满足MT3级A类精度要求;基于玻纤增强的模腔成型收缩率各向差异化设置分别为X向0.3%,Y向0.1%,Z向0.2%。与优化结果对应的注塑工艺参数为:模温89.4℃,料温292.4℃,注射压力92 MPa,冷却水温度25℃,注塑周期38 s。模具结构为一种两板式热流道模具,一模两腔布局,模具中采用脱模方向集成法设计了3种脱模机构,其中的定模推板斜顶机构和油缸推板型斜抽芯机构对同类塑件脱模机构设计有较好的参考作用。

环境吸湿对玻璃纤维增强尼龙66材料性能的影响

通过研究两种玻璃纤维(GF)增强尼龙(PA)[GF增强PA66(A3WG6,巴斯夫),简称复合材料A;自制PA66+30%GF,简称复合材料B]在环境温湿度条件下调节不同时间后的吸湿状态,探讨了不同时间调节后PA复合材料的拉伸强度、拉伸弹性模量、拉伸应变、冲击强度及收缩率与调节时间的关系,考察了材料在常温环境下调节时间与材料含水率的关系,同时分析了水分对PA复合材料性能影响的机理。结果表明,在试验范围内,PA复合材料在常温环境中的吸湿率随着调节时间的延长而增加,环境吸湿速率在16 h达到最高,在168 h后趋于平稳。吸湿后的PA复合材料拉伸强度随着调节时间的延长逐渐下降,拉伸应变和拉伸弹性模量变化相对较小,冲击强度则随着调节时间的延长逐渐增大。当PA66复合材料A、B在环境温湿度条件下调节168 h后,材料的含水率分别为0.207%和0.145%,材料的拉伸强度分别下降了14 MPa和15.3 MPa,损失率达到6.9%和7.8%。当PA66复合材料A、B在环境温湿度条件下调节960 h后,材料的含水率分别为0.578%和0.439%,材料的拉伸强度分别下降了38 MPa和35 MPa,损失率分别达到18.6%和18.2%,材料的冲击强度则提高了12.3%和45.7%。PA66复合材料A、B在相同环境温湿度条件下调节不同时间后的物理力学性能、吸湿状态呈相同趋势。

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。

玻纤增强尼龙6材料水煮后性能变化

玻纤增强尼龙6材料因其独特的材料特性在使用过程中会吸水,进而会引起性能和尺寸的变化,在实际的使用过程中材料性能是处于一个动态的变化过程的,会对产品造成应用功能的波动。为了更好地掌握此变化规律,进而在使用过程中进行控制,通过研究水煮时间对玻纤增强尼龙6材料吸水率的影响,分析不同吸水率下物理性能和尺寸的变化;再将煮水后的尼龙6复合材料放置在23℃±2℃,相对湿度为50%±5%的标准环境中对其吸水率的变化及物性性能的变化进行研究分析,得出变化规律曲线图。结果表明:玻纤增强尼龙6材料吸水速度和水温存在较大关系,水温越高吸水率越快,吸水后其拉伸强度、弯曲弹性模量等刚性指标下降,冲击强度指标则上升;在23℃±2℃,相对湿度为50%±5%的标准环境放置后随着时间的增加,复合材料的吸水率会趋向一个平衡值,拉伸强度、弯曲弹性模量、冲击强度等指标会有不同程度的变化;最终得出30%玻纤增强尼龙6材料的饱和吸水率在6.67%左右,平衡吸水率值在2.53%左右,在实际应用中可参考此值进行水处理。

热氧老化对马来酸酐接枝聚丙烯的结构与性能的影响

以自制的马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)为研究对象,研究了PP-g-MAH对玻璃纤维增强聚丙烯材料性能的影响以及热氧老化对PP-g-MAH分子结构和性能的影响。结果表明,自制的PP-g-MAH大幅度提高了30%玻纤增强聚丙烯材料的力学性能;随着热氧老化时间的延长,PP-g-MAH的MFR不断增加,对玻璃纤维增强聚丙烯材料的力学性能的提升作用不断降低;通过凝胶色谱仪(GPC)、红外光谱(IR)和马来酸酐(MAH)接枝率测定结果的分析,热氧老化过程没有对PP分子链接枝的马来酸酐产生明显的影响,而是引起了聚丙烯分子链的断裂,造成PP-g-MAH分子量下降,导致自身力学性能下降,使得PP与玻璃纤维之间的界面强度下降,使得PP-g-MAH对玻璃纤维增强聚丙烯材料的力学性能提升作用下降。

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。

GF增强PA6渔网再生料性能研究

对废旧尼龙6(PA6)渔网进行分级回收,采用玻璃纤维(GF)、马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物(POE-g-MAH)和硅烷偶联剂(KH550)对其进行改性。结果表明:加入GF可以提升再生料的缺口冲击强度、弯曲模量等力学性能,但会降低其熔体流动速率(MFR);当GF质量分数为30.00%时,随着POE-g-MAH用量的增加,3种再生料的缺口冲击强度均逐渐升高,弯曲模量均先升高后降低,均在POE-g-MAH质量分数为5.00%时达到最大值;当GF,POE-g-MAH,KH550的质量分数分别为30.00%,5.00%,0.25%时,一级品和二级品的再生料的焊接强度均超过54.0 MPa,满足制品焊接要求。

柴油机用GF/Nylon 6冷却风扇破坏的原因及改进措施

介绍了柴油机冷却风扇的结构,生产风扇的材料及大众公司尼龙6性能,分析了环形风扇发生疲劳破坏的原因及主要裂纹起源,提出了改进冷却风扇性能的措施。

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%。

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。

长玻璃纤维增强尼龙6的力学性能研究

采用一种新的熔融浸渍工艺制备了长玻纤增强尼龙6复合材料,研究了玻纤含量、玻纤长度分布对复合材料力学性能的影响。结果表明,在玻纤质量分数为50%时复合材料的拉伸强度为234MPa,弯曲强度为349MPa,弯曲弹性模量为11.4GPa,缺口冲击强度为313J/m,综合力学性能明显优于短玻纤增强尼龙6复合材料。

玻璃纤维增强聚丙烯复合材料研究进展

对玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的研究近况进行了简单介绍,对其界面改性、增韧增强、结晶行为、长切玻璃纤维增强、材料性能及成型工艺条件进行了较详细的讨论,并对该复合材料今后的研究进行了展望。

玻纤增强高流动性尼龙6的研究

以不同含量玻璃纤维(GF)增强改性高流动性及线型尼龙(PA)6,研究了其性能。结果表明,GF增强高流动性PA6材料的熔体流动性明显高于GF增强线型PA6材料,尤其当GF质量分数为50%～60%时,GF增强高流动性PA6材料仍然具有良好的表面性能,综合力学性能明显优于GF增强线型PA6材料。

磨碎玻璃纤维在MC尼龙中的应用研究

考察磨碎玻璃纤维对铸型 (MC)尼龙复合材料填料分布、物理力学性能的影响 ,以及增韧剂对MC尼龙复合材料韧性的影响。结果表明 ,磨碎玻璃纤维改性MC尼龙的物理力学性能优良 ,当加入 10 %的磨碎玻璃纤维时 ,制品收缩率降低 ,热变形温度提高 2 0℃ ,制品具有填料分布均匀、外观光泽优良等优点 ;制品的拉伸强度比纯MC尼龙提高 2 6 % ,弯曲强度提高 13% ,压缩强度提高 36 %。加入增韧剂六甲基磷酰三胺后 ,复合材料的韧性大幅度提高 ,添加量为 5 %～ 10 %时 ,复合材料的综合力学性能最佳。

长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的力学性能

采用自主开发的在线混合生产设备,以玻璃纤维(GF)和聚丙烯(PP)为原料,制备了长玻璃纤维增强聚丙烯(LFT-PP)复合材料。研究了GF长度、分散度以及界面改性剂对LFT-PP力学性能的影响。结果表明,GF长度的增加,有利于提高LFT-PP的弯曲强度和冲击强度,对弯曲模量的影响很小。添加适量的界面改性剂有利于提高复合材料的弯曲性能,但是降低了其冲击强度。

聚丙烯/玻璃纤维复合材料增强与增韧改性研究

研究了不同含量的马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)相容剂对玻璃纤维增强聚丙烯/聚乙烯蜡(GFRPP/PW)复合材料体系力学性能和结构的影响。结果表明,少量的PP-g-MAH可以改善"浮纤"现象,促进GFRPP/PW/PP-g-MAH复合材料的相容性和PP基体中γ晶的产生;与原体系相比,加入少量相容剂后冲击强度提高了37.9%,屈服强度提高了3.2%,热变形温度增加了3.9℃。

剑麻纤维/玻璃纤维混杂增强聚丙烯复合材料的结构与性能

采用熔融共混和模压成型方法将废剑麻纤维(SF)和玻璃纤维(GF)混杂增强聚丙烯(PP)制备SF/GF/PP木塑复合材料。研究复合材料力学性能、热性能、晶型结构和微观结构,探讨混杂纤维增强基体树脂的界面行为。结果表明:所制得复合材料的冲击强度、弯曲强度和弯曲模量都有不同程度的提高。同时,热稳定性、PP相的结晶速率及结晶度也有所提高,晶态结构无变化,仍是典型的α晶型。

长玻璃纤维/聚丙烯复合材料粒料注塑制品的拉伸强度

利用自行研制的玻璃纤维 (GF)增强聚丙烯 (PP)预浸装置 ,制备了长玻纤增强聚丙烯 (L GFRP)粒料 ,并通过普通注塑机注塑成型。研究了界面改性、粒料长度、浸渍程度及退火处理等对注塑试样拉伸强度的影响。试验发现 ,用接枝马来酸酐 PP作为界面相容剂 ,试样的拉伸强度明显提高。当接枝马来酸酐量占 PP量的 0 .3 %左右时 ,试样强度达到最大值。长纤维粒料内纤维浸渍度越高 ,注塑试样的强度越好。 15 m m和 5 mm长纤维粒料注塑成型试样的拉伸强度均高于 10 m m粒料注塑成型的试样。

氮磷无卤阻燃剂阻燃玻纤增强尼龙6的研究

采用热聚合的方法制备了氮磷无卤阻燃剂M PP,用于阻燃玻纤增强尼龙6。通过在阻燃体系中引入成炭催化剂杂多酸(HPA)和阻燃改性剂(CR),成功地解决了玻纤增强尼龙6燃烧时的“烛芯效应”问题。系统研究了HPA和CR对玻纤增强尼龙6阻燃性能的影响。结果表明,所制备的阻燃剂M PP是由三聚氰胺聚磷酸盐和三聚氰胺焦磷酸盐构成,以前者为主。杂多酸和CR对M PP具有协效阻燃作用,加速了尼龙6燃烧时的成炭化学反应,改善了炭层结构。当在阻燃体系中添加2%的杂多酸和2%的CR时,玻纤增强尼龙6可达到UL 94 1.6 mm V-0级的阻燃性能,并具有良好的力学性能。

玻纤增强尼龙66人工加速光老化性能的研究

采用扫描电子显微镜、傅里叶变化红外光谱和X射线光电子能谱仪对人工光加速老化过程中玻纤增强尼龙66复合材料的光老化性能进行了初步分析研究,结合材料力学性能变化规律,分析认为光加速老化过程中材料发生了自由基光氧化反应,导致分子链结构中C-C、C-N等化学键的断裂,材料表面出现了龟裂、粉化以及纤维的剥离和脱落等光老化现象,材料内部由于受光照影响较小,并未出现明显的光老化现象。