短玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的制备及其力学性能的研究

采用双螺杆挤出机通过熔融共混的工艺路线制得短玻璃纤维增强聚丙烯(PP)复合材料,通过激光粒度分布仪对复合体系中的玻璃纤维的长度进行了测试,同时对复合材料的主要力学性能进行了表征。结果表明:随着短玻璃纤维含量的增加,复合材料中短玻璃纤维的长度平均径有所减小;随着短玻璃纤维含量的增大,复合材料的拉伸强度、冲击强度都大幅度增加,硬度有所增加;当短玻璃纤维质量分数为40%时,短玻璃纤维增强PP复合材料拉伸强度为64.39 MPa,与纯PP相比提高了74%,冲击强度为5.8 kJ/m~2,与纯PP相比提高了174%,硬度为85,与纯PP相比提高了11%。     

玻璃纤维增强MC尼龙复合材料的力学性能

考察了玻璃纤维增强ＭＣ尼龙（ＧＦＲＭＣＮ）中玻璃纤维的表面处理及加入量对力学性能的影响。并用ＳＥＭ对ＧＦＲＭＣＮ材料界面及其对力学性能的影响进行了研究。结果表明：使用ＫＨ５５０作偶联剂对ＧＦＲＭＣＮ复合材料是很有效的;当玻纤加入４０％时,拉伸强度比基体提高３２２％,拉伸模量提高１５２％,弯曲强度提高７４３％,弯曲模量提高了１１７％。而缺口冲击强度提高了１６２％,根据材料的制备工艺特点,玻纤的加入量以３０％～４０％为宜,既保证有良好的综合力学性能,又具有很好的工艺操作性。     

改性玄武岩纤维增强环氧树脂复合材料的力学性能

采用偶联剂KH570对玄武岩纤维(BF)进行表面改性,研究表面改性BF的长度、添加量对增强环氧树脂(EP)复合材料力学性能的影响。结果表明,改性BF表面产生很多凸起,变得非常粗糙。BF表面改性使复合材料的拉伸强度提高10%～20%,冲击强度提高10%～40%。随着改性BF长度及添加量的增加,复合材料的力学性能显著提高。当改性长BF的质量分数为4%时,与纯EP相比,复合材料的拉伸强度和冲击强度分别提高248.3%和451.5%。长BF的增强效果明显好于改性长玻璃纤维(GF),尤其纤维的添加量较大时复合材料拉伸强度的提高更为明显。当长BF的质量分数为4%时,长BF增强复合材料的拉伸强度较长GF增强复合材料提高37.8%,冲击强度提高9.2%。     

玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的制备及其性能

以聚丙烯(PP)粒料为原料,玻璃纤维(GF)为增强剂,乙烯-1-辛烯共聚物(POE)为增韧剂,马来酸酐接枝POE(POE-g-MA)为增容剂,采用双螺杆挤出机制备PP/POE/GF复合材料,并分析了复合材料的力学性能。结果表明：POE与PP存在一定相容性,能显著提高复合材料的冲击强度;加入GF,受到弹性POE的削弱作用,GF使复合材料的拉伸强度有一定幅度的提升,冲击强度下降;加入增容剂POE-g-MA,GF与PP/POE间的界面相容性显著改善,复合材料的冲击强度和拉伸强度都得到提升。最优的复合材料组成：PP与POE用量分别为100,25 phr,GF质量分数约为27.9%,POE-g-MA含量为10 phr。与纯PP相比,此条件下制备的复合材料冲击强度提高49%,拉伸强度提高17%。     

玻璃纤维增强PTT复合材料热性能和动态力学性能

通过熔融共混挤出制备加入不同玻纤（GF）和硅烷偶联剂的玻纤增强聚对苯二甲酸丙二醇酯（PTT）复合材料,并用扫描电镜（SEM）观察了玻纤与PTT树眙基体的界面黏结形态,用示差扫描量热仪（DSC）和动态热机械分析仪（DMA）研究了玻纤增强PTT复合材料的热性能和动态力学性能。实验结果表明：随着玻璃纤维的加入,复合材料的结晶能力增强,储能模量增加;偶联剂的加入,玻璃纤维的结品成核作用增强,材料力学性能增加,内耗峰向高温移动。     

玻璃纤维粉煤灰增强尼龙复合材料的制备与性能研究

采用碱催化阴离子聚合反应制备玻璃纤维粉煤灰增强尼龙复合材料.研究了玻璃纤维表面偶联处理、粉煤灰的活化偶联处理以及两者加入时间和两者配比对复合材料力学性能和摩擦性的影响.结果表明:将经偶联处理的玻璃纤维、粉煤灰与催化剂一起加人己内酰胺单体,能够制备出性能良好的玻璃纤维粉煤灰增强尼龙复合材料;采用玻璃纤维和粉煤灰同时增强尼龙,两者表现出良好的增强效应;当玻璃纤维质量分数为30%、粉煤灰质量分数为10%时,所得的尼龙复合材料具有较好的力学性能.     

偶联剂对玻璃纤维增强环氧复合材料吸湿及力学性能的影响

采用有机硅偶联剂KH550和KH560对玻璃纤维表面预处理或与基体混合,研究了偶联剂对玻璃纤维增强环氧复合材料(GF/E-51)的吸湿及力学性能的影响.结果表明,偶联剂KH550和KH560预处理法使平均吸湿速率分别下降了31.8%和59.4%,但对饱和吸湿量基本没有影响,而与基体混合则使饱和吸湿量分别增加了36.4%和17.1%;通过有机硅偶联剂KH550和KH560处理能显著提高干燥GF/E-51试件的层间剪切强度,而通过与基体混合,添加5%的KH550或KH560,使剪切强度分别提高了38.5%或55.6%;而通过对玻璃纤维表面预处理,KH550和KH560使剪切强度分别提高了16.9%和14.9%.但是,对饱和吸湿的GF/E-51试件,仅KH550对玻璃纤维表面预处理的一种GF/E-51试样的剪切强度提高了10.3%.     

玻璃纤维增强PPBES基复合材料性能

以共聚型二氮杂萘联苯结构聚醚砜(PPBES)树脂为基体,连续玻璃纤维(GF)为增强体,通过溶液预浸,热压成型工艺制备单向复合材料。通过对树脂溶液黏度、复合材料纤维体积含量测试,并对复合材料样条进行三点弯曲、层间剪切试验,研究了纤维体积含量对复合材料力学性能的影响,借助断面形貌分析了复合材料受力破坏模式。结果表明,PPBES/GF复合材料的弯曲强度随纤维体积含量的增加呈现先增大后减小的趋势,极值出现在纤维体积含量为57%时,弯曲弹性模量和层间剪切强度随纤维体积含量的增加呈现逐渐增大的趋势,复合材料的受力破坏模式为界面脱粘破坏和树脂基体内部破坏同时存在。     

玻璃纤维增强复合材料人工加速老化研究

对玻璃纤维增强复合材料(GFRP)进行了热空气老化、光加速老化试验,研究了GFRP的拉伸强度、弯曲强度、压缩强度等随老化时间、老化温度等的变化情况。结果表明,GFRP具有优异的耐热老化和耐光老化性能。     

连续玻璃纤维增强聚氨酯复合材料的力学性能

为了代替传统的钢制鱼尾板与绝缘部件组成的"机械绝缘接头",通过拉挤成型制备了连续玻璃纤维(GF)质量分数高达70.5%的聚氨酯/玻璃纤维(PUR/GF)复合材料。分别对复合材料在0°和90°方向进行了拉伸、弯曲和压缩性能测试;同时,结合扫描电子显微镜(SEM)观察了拉伸断口,分析了GF在PUR基体中的分布情况及复合材料在拉伸试验中的断裂机理。研究结果表明,0°方向的拉伸强度、弯曲强度以及压缩强度都有很明显的提高,且均符合钢轨鱼尾板的强度标准。     

玻璃纤维/嵌段共聚聚酰亚胺复合材料力学性能的研究

采用热塑性聚酰亚胺膜熔渗法,制备了单向玻璃纤维/嵌段共聚聚酰亚胺膜层压复合材料,考察了嵌段共聚聚酰亚胺的理论分子量、嵌段比(由BPDA段含量表示)对复合材料力学性能的影响。结果表明,分子量和嵌段比能显著影响嵌段共聚聚酰亚胺的分子链柔性,复合材料的弯曲强度、弯曲模量、层间剪切强度和冲击强度均随理论分子量的增大或刚性段含量的增加呈现出先增加后降低的趋势,最大弯曲强度、最大弯曲模量、最大层间剪切强度和最大冲击强度分别达到1224.52MPa、31.82GPa、70.56MPa和447.55kJ/m2。     

玻璃纤维／环氧树脂复合材料的热性能

本文采用E-玻璃纤维作为增强材料、双酚A环氧树脂和芳胺类固化剂作为基体制成复合材料试样,利用动态与静态热分析方法测定玻璃纤维／环氧树脂基复合材料的热性能,研究了玻璃纤维含量对复合材料动态热机械性能、玻璃化温度等热性能的影响。     

玻纤织物/3068环氧树脂复合材料性能研究

采用流变仪、凝胶时间测试仪和DMA法研究了3068改性环氧树脂的流变性能、凝胶时间和玻璃化转变温度,结果表明,3068树脂在70～125℃粘度约为70Pa·s,80℃下凝胶时间达到160min,玻璃化转变温度为159.3℃,常温和70℃下复合材料具有良好的力学性能,经湿热试验处理后复合材料吸水率为0.96%,力学性能保持率75%。     

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...     

Preparation and Mechanical Properties of Long Glass Fiber Reinforced PA6 Composites Prepared by a Novel Process

Summary: Long glass fiber reinforced PA6 (LGF/PA6) prepregs were prepared by impregnating PA6 oligomer melt into reinforcing glass fiber followed by subsequent solid‐state polymerization (SSP) to obtain LGF/PA6 composite pellets. A conventional injection‐molding machine suitable for short glass fiber reinforced composites was applied to the processing of the prepared composites, which reduced the fiber length in the final products. Mechanical properties, thermal property, and fiber length distribution of injection molding bars were investigated. Scanning electron microscopy (SEM) was used to observe the impact fracture surfaces and the surfaces of glass fiber after the SSP. It was found that the LGF/PA6 composites were of favorable mechanical properties, especially the impact strength, although the average length of glass fiber was rather short. By this novel process, the content of glass fiber in composite could be high up to 60 wt.‐% and the maximum level of heat distortion temperature (HDT) was close to the melting temperature of PA6. SEM images indicated the favorable interfacial properties between the glass fiber and matrix. The glass fiber surfaces were further observed by SEM after removing the matrix PA6 with a solvent, the results showed that PA6 macromolecules were grafted onto the surface. Furthermore, the grafting amount of PA6 was increased with SSP time.

SEM images of impact fracture surfaces of LGF/PA6 composites (left) and of glass fiber surfaces after removing PA6 with 5 h SSP (right).     

玻璃纤维增强环氧乙烯基酯树脂基复合材料的热老化性能

对玻璃纤维增强环氧乙烯基酯树脂基复合材料进行了高温老化试验,分析了随着老化时间的延长,材料的表面形貌、巴氏硬度及力学性能的演变规律,同时采用傅立叶变换红外光谱、X射线光电子能谱和扫描电子显微镜对老化前后复合材料的化学结构、表面元素含量及老化前后材料拉伸断面形貌变化进行了分析。结果表明,随着老化时间的增加,材料表面颜色不断加深,并出现龟裂和翘曲变形以及纤维凸出在表面;巴氏硬度保留率随着老化时间的延长呈现先增大后减小的趋势,在老化28 d时,巴氏硬度保留率下降4.3%;试样的拉伸强度保留率和弯曲强度保留率随着老化时间的延长,呈现先增大后缓慢降低的趋势,在老化28 d时分别下降6.14%和9.23%;试样在老化过程中没有新的物质生成,但其化学元素含量发生了变化,说明了复合材料发生了化学反应,其化学结构发生了变化;试样表面树脂脱落面积和空隙量逐渐增多;经过高温老化后的试样拉伸断裂后,整体断面形貌不规则,并且随着老化时间的增加,树脂含量逐渐减少。     

玻纤毡增强聚丙烯复合材料的增容及力学性能

通过玻璃纤维(GF)毡与双螺杆挤出相容剂改性聚丙烯(PP)膜的多层叠合,以熔融浸渍法制得PP基GF毡增强热塑性塑料(GMT)复合材料,研究了相容剂PP接枝马来酸酐(PP-g-MAH)和PP接枝丙烯酸(PP-g-AA)的用量(为PP基体质量的百分数)及其复配改性,以及相容剂改性PP基体分布和毡体种类对GMT力学性能的影响。结果表明,PPg-MAH可明显提高GMT的拉伸与弯曲性能,但降低了冲击性能;PP-g-AA可明显提高GMT的冲击性能,但不利于拉伸与弯曲性能的提高,只有当PP-g-AA用量超过5%后,拉伸性能才有所提升。在PP-g-MAH用量为3%的条件下,将其与不同用量的PP-g-AA进行复配改性没有对GMT力学性能产生协同作用。在各相容剂用量相近(3%~3.5%)的情况下,与相容剂复配改性GMT相比,以两层PP-g-AA改性PP为芯层、PP-g-MAH改性PP为上下表面层作为改性基体分布时,GMT拉伸与弯曲强度分别提高17%和27%、缺口冲击强度提高48%;而以两层PP-g-MAH改性PP为芯层、PP-g-AA改性PP为上下表面层作为改性基体分布时,在不损失强度与刚性的同时,缺口冲击强度提高了88%。采用连续GF毡的GMT力学性能比采用短切GF毡的GMT高,尤其是缺口冲击强度提高了89.6%。     

聚丙烯/马来酸酐接枝聚丙烯/环氧树脂/玻璃纤维复合材料的制备及其性能研究

通过双螺杆挤出机制备了聚丙烯/马来酸酐接枝聚丙烯/环氧树脂/玻璃纤维（PP/PP-g-MAH/EP/GF）复合材料,并研究了PP-g-MAH含量、EP含量及固化剂对复合材料力学性能的影响。结果表明,PP-g-MAH含量为10份,含有固化剂EP的含量为3份时,复合材料的综合力学性能最佳;与不加EP的复合材料相比,其拉伸强度、弯曲强度、冲击强度分别提高了41 %、47 %、86 %。扫描电子显微镜分析表明,EP的加入明显改善了GF和PP基体的黏结强度。