發(fā)布時間：2017-05-20 08:29

  本文關鍵詞：連續(xù)長玻纖增強聚丙烯復合材料的制備及其性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著技術的進步以及對材料性能要求的不斷提高,連續(xù)長纖維增強熱塑性復合材料(LFRT)因其具有更好的增強效果逐漸替代了短纖維增強材料,對LFRT的制備及其性能進行研究,具有重要的意義。影響LFRT制品性能的關鍵是如何使纖維得到更好的浸潤,即提高樹脂基體相與纖維增強相兩者間的界面結合。本文緊緊圍繞這個問題開展了一系列的工作,以連續(xù)長玻纖增強聚丙烯(LFRT-PP)為研究對象,通過理論結合實驗研究的方法,從理論模型、制備工藝、制品性能三個方面出發(fā),全面分析了制備LFRT-PP過程中各因素對玻纖和聚丙烯基體兩相間的界面結合性能及其對注塑制品性能的影響。 1.對熱塑性樹脂熔融浸漬纖維過程進行理論分析,基于Darcy定律建立了纖維束完全浸漬所需時間與工藝條件、熔體黏度以及纖維結構之間的關系。通過提高纖維束的停留時間(即浸漬時間),降低熔融樹脂的黏度,增加熔體對纖維的壓力,增加纖維展寬以及減少纖維束中纖維的體積含量等均能夠改善浸漬纖維的效果。 2.在理論模型的指導下,全面研究了制備工藝對長玻纖增強聚丙烯預浸料性能的影響,通過測定預浸料層壓板材的層間剪切強度、孔隙率及耐濕熱性能,對兩相間界面結合進行了表征。通過DOE方法,分析了制備工藝對材料力學性能的影響。延長停留時間,提高加工溫度,選用高熔融指數聚丙烯基體,添加適當的相容劑均能夠提高兩相間的界面結合,注塑產品的力學性能也隨之提高。 3.利用正交實驗方法對LFRT-PP的注塑工藝條件進行分析,研究了粒料長度、注射機機筒溫度、螺桿轉速和注射壓力四個因子對最終殘余玻纖長度及其力學性能的影響。隨著注塑粒料長度的增加,制品中殘余玻纖的長度顯著提高,而增加螺桿轉速,粒料受到的剪切就越強,制品中殘余玻纖長度則減小,并獲得了最佳的注塑工藝。
【關鍵詞】：長玻纖 聚丙烯 理論模型 浸漬 界面結合 力學性能
【學位授予單位】：北京化工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TQ325.14;TB332
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-16
• 第一章 緒論16-32
• 1.1 課題背景概述16-21
• 1.1.1 熱塑性樹脂基復合材料的發(fā)展16-17
• 1.1.2 玻纖增強樹脂基復合材料的發(fā)展17-20
• 1.1.3 連續(xù)纖維增強熱塑性樹脂基復合材料(LFRT)制備方法20-21
• 1.2 國內外相關課題的研究21-27
• 1.2.1 玻纖增強熱塑性材料的性能研究21-22
• 1.2.2 制備連續(xù)長纖維增強熱塑性樹脂基復合材料的研究進展22-25
• 1.2.3 熱塑性樹脂熔融浸漬纖維的模型25-27
• 1.3 纖維增強相關理論研究27-29
• 1.3.1 纖維臨界長度27
• 1.3.2 復合材料縱向拉伸強度27-28
• 1.3.3 復合材料的斷裂28-29
• 1.4 本文主要研究內容29-32
• 1.4.1 本課題研究內容29
• 1.4.2 目的和意義29-32
• 第二章 長纖維增強熱塑性復合材料浸漬模型分析32-44
• 2.1 引言32
• 2.2 熔融浸漬的相關理論32-33
• 2.3 浸漬理論模型的建立33-38
• 2.3.1 浸漬過程的理論基礎33-34
• 2.3.2 模型的建立34-38
• 2.3.2.1 滲透率的確定34-36
• 2.3.2.2 其他參數的確定36-37
• 2.3.2.3 浸漬理論模型37-38
• 2.4 模型的計算38-42
• 2.4.1 樹脂基體黏度的影響38
• 2.4.2 纖維束內纖維體積含量的影響38-39
• 2.4.3 纖維展寬的影響39-42
• 2.4.4 熔體壓力的影響42
• 2.5 本章小結42-44
• 第三章 長玻纖增強聚丙烯預浸料制備工藝研究44-68
• 3.1 引言44-45
• 3.2 復合材料的界面45-47
• 3.2.1 界面作用機理45-46
• 3.2.2 界面性能的評價方法46-47
• 3.3 實驗條件47-50
• 3.3.1 預浸料制備工藝47-48
• 3.3.2 原材料48
• 3.3.3 實驗設備48-49
• 3.3.4 標準試樣的制備49
• 3.3.5 測試與表征49-50
• 3.4 復合材料的界面結合性能分析50-60
• 3.4.1 復合材料的層間剪切強度、孔隙率及耐濕熱性能50-51
• 3.4.2 實驗51-60
• 3.4.2.1 停留時間51-52
• 3.4.2.2 加工溫度52-54
• 3.4.2.3 纖維展寬54-57
• 3.4.2.4 樹脂基體57-58
• 3.4.2.5 相容劑PP-g-MAH含量58-60
• 3.5 復合材料制備工藝參數的優(yōu)化60-65
• 3.5.1 DOE方法介紹60-61
• 3.5.2 實驗61-62
• 3.5.2.1 實驗流程61-62
• 3.5.2.2 DOE方案確定62
• 3.5.3 工藝參數的優(yōu)化62-65
• 3.5.3.1 傳遞函數的分析63-64
• 3.5.3.2 最優(yōu)工藝條件64-65
• 3.6 本章小結65-68
• 第四章 長玻纖增強聚丙烯預浸料注塑工藝與性能研究68-78
• 4.1 引言68-69
• 4.2 實驗條件69-70
• 4.2.1 原材料69
• 4.2.2 實驗設備69
• 4.2.3 測試與表征69-70
• 4.3 注塑工藝參數優(yōu)化研究70-75
• 4.3.1 實驗設計70-71
• 4.3.2 實驗分析71-75
• 4.3.2.1 殘余玻纖長度71-73
• 4.3.2.2 力學性能73-75
• 4.4 本章小結75-78
• 第五章 全文總結78-80
• 5.1 結論78-79
• 5.2 有待進一步研究的問題79-80
• 參考文獻80-84
• 致謝84-86
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文目錄86-88
• 作者和導師簡介88-89
• 附件89-90

【參考文獻】

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本文編號：381123