长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的制备及改性
[原创 2010-02-23 15:25:42]
【摘要】： 本论文通过熔融浸渍技术制备了长玻纤增强聚丙烯复合材料(LGF/PP),并用环氧树脂和CaSO_4晶须对其进行改性,制得动态固化长玻纤/环氧树脂/聚丙烯复合材料(LGF/EP/PP)和长玻纤/CaSO_4晶须/聚丙烯复合材料(LGF/CK/PP)。并通过对复合材料的力学性能和热性能分析,结合冲击断面扫面电镜(SEM)照片,讨论了LGF/PP的成型工艺以及一些对复合材料性能有影响的因素。 通过对长玻纤增强聚丙烯复合材料制备工艺的探讨,发现合适的工艺条件为:选用A型长玻纤和自行开发的浸润装置、降温母粒的质量分数为2%、牵引速度为17 m/min。此时制得的LGF/PP复合材料性能优异且外观符合要求。 研究成型方法对LGF/PP复合材料性能的影响结果发现,采用开炼—压制成型制备LGF/PP复合材料时,随着玻纤含量的提高,复合材料的拉伸强度降低,弯曲性能提升,简支梁冲击强度和维卡软化点温度先增大后减小;注塑成型的LGF/PP复合材料的拉伸强度、弯曲性能和简支梁冲击强度都随玻纤含量增大而增大,维卡软化点温度也是先增大后减小;并且注塑成型的复合材料性能明显优于开炼—压制成型的复合材料。SEM照片显示长玻纤在基体中呈现三维空间结构。 将动态固化技术应用于LGF/PP体系,成功制备了动态固化LGF/EP/PP复合材料,其力学性能和热性能的研究结果表明,EP质量分数为4%时,试样的拉伸强度和弯曲强度达到{zd0}值,复合材料的弯曲模量随EP含量的增大而增大;在体系中引入环氧树脂会降低简支梁冲击强度和维卡软化点温度。 CaSO_4晶须和长玻璃纤维混杂增强聚丙烯的力学性能和热性能数据显示,混杂增强的效果好于单纯使用长玻纤增强聚丙烯;长玻璃纤维的质量分数为15%,增加晶须的用量,复合材料的拉伸强度、弯曲性能、和维卡软化点温度都不同幅度的增大,简支梁冲击强度先增大后减小。
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【目录】：
- 摘要3-4
- ABSTRACT4-8
- {dy}章 绪论8-18
- 1.1 聚丙烯及其复合材料8-10
- 1.1.1 聚丙烯/无机纳米复合材料8-9
- 1.1.2 聚丙烯微孔发泡材料9
- 1.1.3 成核剂改性聚丙烯材料9
- 1.1.4 长纤维增强聚丙烯材料9-10
- 1.1.5 其他聚丙烯复合材料10
- 1.2 长玻纤增强热塑性复合材料10-11
- 1.2.1 长纤维增强热塑性复合材料的发展历史10-11
- 1.2.2 长玻璃纤维增强热塑性复合材料特性11
- 1.3 长纤维增强热塑性塑料的界面改性方法11-15
- 1.3.1 玻璃纤维的表面改性12-13
- 1.3.2 热塑性塑料预浸纤维技术13-15
- 1.4 长纤维增强热塑性塑料制件的成型工艺15-16
- 1.4.1 模压成型15
- 1.4.2 拉挤成型15
- 1.4.3 注塑成型15-16
- 1.5 长玻纤增强热塑性复合材料的应用、展望及存在的问题16-17
- 1.5.1 展望16
- 1.5.2 应用16
- 1.5.3 存在的问题16-17
- 1.6 本论文解决的主要问题17-18
- 第二章 长玻纤增强聚丙烯复合材料的制备18-28
- 2.1 试验部分18-21
- 2.1.1 试验原料18
- 2.1.2 试验设备18
- 2.1.3 试验步骤18-19
- 2.1.4 工艺条件19
- 2.1.5 性能测试19-21
- 2.2 结果与讨论21-27
- 2.2.1 降温母粒含量对复合材料性能的影响21-23
- 2.2.2 不同型号的玻纤对复合材料性能的影响23-24
- 2.2.3 不同的分散辊对复合材料机械性能的影响24-25
- 2.2.4 不同牵引速度对复合材料性能的影响25-26
- 2.2.5 与市售LGF/PP 复合材料性能比对26-27
- 2.3 本章小结27-28
- 第三章 成型方法对长玻纤增强聚丙烯复合材料制品性能的影响28-35
- 3.1 试验部分28-29
- 3.1.1 主要原料28
- 3.1.2 试验设备28
- 3.1.3 试样制备28-29
- 3.1.4 性能测试29
- 3.2 结果与讨论29-34
- 3.2.1 力学性能测试分析29-32
- 3.2.2 SEM 照片分析32-33
- 3.2.3 玻璃纤维含量对LGF/PP 制品热性能的影响33-34
- 3.3 本章小结34-35
- 第四章 动态固化增容聚丙烯/长玻璃纤维复合材料的研究35-41
- 4.1 实验部分35-36
- 4.1.1 实验原料35
- 4.1.2 实验设备35
- 4.1.3 试样制备35-36
- 4.1.4 性能测试36
- 4.2 结果与讨论36-40
- 4.2.1 共混物的力学性能36-38
- 4.2.2 微观形态分析38-39
- 4.2.3 共混物的热性能39-40
- 4.3 结论40-41
- 第五章 长玻纤与硫酸钙晶须混杂增强聚丙烯复合材料41-48
- 5.1 试验部分41-42
- 5.1.1 试验原料41
- 5.1.2 试验设备41
- 5.1.3 试样制备41-42
- 5.1.4 性能测试42
- 5.2 结果与讨论42-47
- 5.2.1 力学性能分析42-45
- 5.2.2 冲击断面分析45-46
- 5.2.3 热性能分析46-47
- 5.3 本章小结47-48
- 第六章 结论48-50
- 参考文献50-54
- 致谢54-55
- 发表论文清单55
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