高性能玻璃纤维无捻粗纱增强聚丙烯的研究

在常规玻璃纤维无捻粗纱988A基础上,通过浸润剂优化,开发出高性能玻璃纤维无捻粗纱960A。分别挤出、注塑制成988A和960A增强聚丙烯(PP)的GF/PP复合材料,采用SEM、机械性能检测等方法表征复合材料的干态性能和水煮性能。结果表明,960A与聚丙烯树脂粘结更好,GF/PP复合材料的干态性能和耐水煮性能明显优于988A。单纤维直径越粗,比表面积越小,17μm的GF/PP复合材料相比14μm的GF/PP力学性能下降7%。水煮老化性能则相反。     

高光泽高玻璃纤维含量增强增韧PA6复合材料的开发

研究了不同螺杆组合和增韧剂种类、用量对玻璃纤维(GF)增强尼龙(PA)6复合材料性能的影响.结果表明,当使用复配增韧剂体系、控制材料中GF长度为0.3～0.6 mm和使用塑化、剪切适当的螺杆组合时,可制得GF质量分数为50%、拉伸强度为205 MPa、缺口冲击强度为26 kJ/m2、低温(-30℃)缺口冲击强度为22 kJ/m2、注射成型制品表面无浮纤、光泽度高的PA6复合材料.     

玻纤增强聚酰胺6/蒙脱土复合材料的制备及其力学性能研究

通过螺杆挤出法制备了玻璃纤维增强聚酰胺6/蒙脱土复合材料,利用电子万能试验机对复合材料的力学性能进行了测量,并对实验结果进行了分析。结果表明,随着玻璃纤维含量的增加,聚酰胺6/蒙脱土/玻璃纤维复合材料的拉伸强度和冲击强度相应地增大,且长度为12mm的玻璃纤维增强的复合材料比6mm玻璃纤维增强的复合材料高;当玻璃纤维含量为10%(质量分数,下同)时,12mm玻璃纤维增强的复合材料的拉伸强度和冲击强度分别比聚酰胺6/蒙脱土复合材料提高了17.4%和84.1%。     

玻璃纤维长度对聚丙烯/玻璃纤维复合材料力学性能的影响

为了研究玻璃纤维增强热塑性树脂复合材料中玻璃纤维的保留长度对复合材料力学性能的影响,采用在线混炼注塑一步法制备质量分数为20%的玻璃纤维增强聚丙烯(PP/GF)复合材料。通过改变螺杆结构制备出2种不同的PP/GF复合材料制品。结果表明:螺杆的剪切强度越小,制品中保留的玻璃纤维长度越长;随着玻璃纤维保留长度的增加,玻璃纤维与基体间的黏结界面增加,拔出时需要克服更大的界面结合力;降低螺杆对玻璃纤维的剪切强度,有利于提高玻璃纤维的保留长度,得到更高性能的PP/GF复合材料。     

增强增韧PA6复合材料共混工艺与结构性能的研究

研究共混挤出温度、螺杆转速、螺杆组合三大因素对增强增韧PA6复合材料的结构与性能的影响。发现采用合适的挤出温度、螺杆转速及螺杆组合可制备高强度、高韧性PA6复合材料,其缺口冲击强度可达35 kJ/m2,拉伸强度达到130 MPa。     

不同直径的S_2高强度玻璃纤维的力学性能

本文通过不同直径的S_2玻纤的单纤、纱线和纤维增强复合材料的力学性能的对比试验表明,200孔漏板拉制的40支/10股和100孔漏板拉制的80支/20股无捻粗纱及其增强的环形复合材料具有等同的力学性能;200孔漏板拉制的15支/2股、20支/3股和30支/4股无捻粗纱增强的环形复合材料的力学性能与40支/6股相比,不仅不低,而且还有不同程度的提高,尤其以30支/4股和20支/3股更好.建议以9～11微米的无捻粗纱代替8微米的无捻粗纱.     

连续长玻璃纤维增强PBT复合材料的研究

利用改进的双螺杆挤出机制备了连续长玻璃纤维增强PBT复合材料。考察了原料、工艺条件等对复合材料性能的影响。实验结果表明:玻璃纤维的质量分数为30%的连续长玻璃纤维增强PBT复合材料的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度分别达到114 MPa、160 MPa和42kJ/m2。复合材料在240~260℃下加工比较合适,高温高压时注塑的制品表面光洁;PBT的黏度、颗粒长度、相容增韧剂等影响复合材料的性能;复合材料对水分尤其敏感,性能下降明显。     

工艺条件对超高黏度增强聚丙烯材料性能的影响

通过改变挤出机的螺杆结构、螺杆转速及挤出温度,研究了熔融挤出过程中剪切强度对超高黏度增强聚丙烯(PP)材料力学性能的影响。研究结果表明:当混炼段螺杆的分散混合能力减弱,且当螺杆转速较低时,熔体受到的机械剪切应力较小,在挤出过程中有效地减少了玻璃纤维的断裂,使其平均长度较长,拉伸强度提高了3.6%,弯曲强度提高了4.1%,冲击强度提高了22.2%,材料的力学性能提高。     

短玻纤和连续玻纤增强聚丙烯复合材料的性能比较研究

文分别研究了短玻纤和连续玻纤增强聚丙烯复合材料的性能,讨论了增容剂即马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)含量、玻纤含量、挤出工艺、玻纤长度等因素对玻纤增强聚丙烯性能的影响。结果表明,PP-g-MAH的加入增强了界面粘接强度,显著提高玻纤增强聚丙烯复合材料的力学性能;适当提高挤出温度和降低螺杆转速可提高玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的力学性能;连续玻纤增强聚丙烯复合材料的力学性能大大优于短玻纤增强聚丙烯复合材料的力学性能。     

成核母粒及螺杆组合对玻纤增强PET复合材料性能的影响

采用熔融插层法制备了一种高效成核母粒,研究了该成核母粒对玻璃纤维（GF）增强聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)复合材料性能的影响。结果表明,加入6 %(质量分数,下同)的成核母粒时,GF增强PET复合材料的起始结晶温度比纯PET高24.8 ℃,结晶温度范围比纯PET扩大了66.3 ℃,冷结晶峰基本消失,可在70 ℃的模温下进行注塑;同时探讨了螺杆组合对GF增强PET复合材料性能的影响,结果表明,螺杆前段的剪切太强会降低复合材料的冲击强度,通过优化螺杆组合,制备出综合性能优异的GF增强PET复合材料,其热变形温度为228 ℃,拉伸强度159 MPa,弯曲强度235 MPa,冲击强度101 J/m。     

注塑条件对长玻纤增强聚丙烯性能影响研究

利用熔融浸渍装置,采用长玻纤(LGF)增强双马来酰亚胺等改性的聚丙烯(PP),制备了LGF增强PP复合材料。研究了在螺杆转速为80～250 r/min、背压为8～10 MPa的注塑条件下,复合材料的纤维长度、力学性能与热变形温度的变化。在研究范围内,注塑工艺参数的变化对复合材料的弯曲强度和热变形温度没有明显的影响,但随着螺杆转速的提高,纤维长度下降,所得复合材料的冲击强度先降低后升高。     

短碳纤维增强聚丙烯复合材料性能的研究

本文研究了单螺杆挤出机加工短碳纤维增强聚丙烯复合材料（ＣＦＲＰＰ）的性能。结果表明，经表面处理的短碳纤维与ＰＰ复合，得到的材料其拉伸强度、冲击强度和热变形温度有明显提高，成型收缩率显著减小、电性能与半导体相近。本文还结合拉伸断面的电镜照片，比较分析了表面处理前后短碳纤维增强ＰＰ复合材料力学性能的变化。     

玻璃微珠改性PP和LLDPE力学性能的比较研究

采用玻璃微珠(GB)改性聚丙烯(PP)和线性低密度聚乙烯(LLDPE)，对玻璃微珠的用量、粒径和复合材料加工方法对材料的力学性能的影响进行了比较研究。结果表明：随着GB用量的增加，单、双螺杆挤出GB／PP复合材料的拉伸模量、弯曲强度和弯曲模量均呈线性增长的趋势，而屈服强度则有小幅下降；断裂应变在低含量时有所提高，然后迅速下降；单双螺杆挤出材料的冲击强度均有所提高，并在一定范围内随GB用量的提高而增大，且单螺杆挤出材料的冲击强度略高于双螺杆挤出材料。而GB／LLDPE中，随着GB用量的增加，单螺杆挤出复合材料的拉伸模量、弯曲模量均呈线性增长趋势，而屈服强度和弯曲强度在含量较高时略有上升；双螺杆挤出复合材料的拉伸模量、屈服应力、弯曲强度和弯曲模量均呈线性增长的趋势，两者的断裂应变都有所降低，但没有严重劣化LLDPE复合材料的冲击特性。GB的粒径对两种复合材料的力学性能影响不大，但对GB／PP复合材料的韧性有较大影响。单、双螺杆挤出GB／PP复合材料的冲击强度在一定范围内较纯料有一定提高；同样的，双螺杆挤出复合材料的冲击强度低于单螺杆挤出材料。     

Effect of geometry and loading fractions on energy absorbing properties of fiberglass polymer composite under quasi‐static and low‐velocity impact loadings

The focus of this study is to experimentally investigate the mechanical properties of fiberglass reinforced composite with various aspect ratios and loading fractions in the quasi‐static and low‐velocity impact loading conditions. In this study, short fiberglass reinforced polycarbonate composite materials were fabricated via a solution mixing method and characterized for their tensile properties by varying both fiberglass loading fraction and aspect ratio. The tensile properties including tensile toughness of the fiberglass reinforced composites were characterized and compared. It was observed in this study that the toughness of the composite was dramatically improved whereas the tensile strength and Young's modulus were moderately enhanced over the neat polymer, which were measured to be only up to 15% and 70% increase, respectively. The low‐velocity impact behaviors of the fiberglass composites were also investigated and compared to the tensile toughness of the corresponding composites. Besides, the effect of thickness on their low‐velocity impact properties was investigated. © 2014 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2014 , 131, 40821.     

研制高冲击强度的增强PA66材料

探讨了增韧剂、玻纤种类和螺杆组合对玻纤增强PA66冲击性能的影响。研究结果表明,加入增韧剂能够有效提高玻纤增强PA66的冲击性能,当增韧剂用量为3%时,材料具有最优的冲击强度和缺口冲击强度。特殊偶联剂处理的玻纤和合适的螺杆组合有助于玻纤在树脂基体中获得均匀分散和较窄的长度分布,并提高组分间的界面作用,得到冲击性能优异的玻纤增强PA66材料。     

High Stiffness Natural Fiber‐Reinforced Hybrid Polypropylene Composites

Abstract

Natural fibers are potentially a high‐performance non‐abrasive reinforcing fiber source. In this study, pulp fibers [including bleached Kraft pulp (BKP) and thermomechanical pulp (TMP)], hemp, flax, and wood flour were used for reinforcing in polypropylene (PP) composite. The results show that pulp fibers, in particular, TMP‐reinforced PP has the highest tensile strength, possibly because pulp fibers were subjected to less severe shortening during compounding, compared to hemp and flax fiber bundles. Maleic‐anhydride grafted PP (MAPP) with high maleic anhydride groups and high molecular weight was more effective in improving strength properties of PP composite as a compatiblizer. Coupled with 10% glass fiber, 40% TMP reinforced PP had a tensile strength of 70 MPa and a specific tensile strength comparable to glass fiber reinforced PP. Thermomechanical pulp was more effective in reinforcing than BKP. X‐ray photoelectron spectroscopy (XPS) and scanning electron microscope (SEM) were used to aid in the analysis. Polypropylene with high impact strength was also used in compounding to improve the low‐impact strength prevalent in natural fiber‐reinforced PP from injection molding.     

长碳纤维／聚丙烯复合材料加工工艺和性能的研究

本文利用单螺杆挤出机，采用电缆包覆式工艺，进行聚丙烯树脂包覆长碳纤维，然后再二次造粒，制备出长碳纤维／聚丙烯合粒料，对此复合材料和原ＰＰ树脂的性能测试结果发现，因碳纤维表面未经处理，致使复合材料的拉伸强度，伸长率，缺口冲击强度较原ＰＰ树脂有一定程度地下降，而此复合材料的导电性却大大提高，结合其断口和横截面和电子扫描电镜照片，讨论了复合材料力学性能下降和电学性能提高的机理。     

玄武岩纤维增强聚丙烯复合材料性能研究

以聚丙烯(PP)树脂为基体,加入玄武岩纤维(BF)和相关助剂,通过双螺杆挤出机熔融共混制得相应复合材料。考查相容剂对PP/BF复合材料性能影响、对PP/BF复合材料和PP/玻璃纤维(GF)复合材料力学性能、微观形貌和耐热氧老化等性能进行对比。通过实验数据分析,加入相容剂后,拉伸强度提高126.8%,弯曲强度提高223.8%,弯曲弹性模量提高119.9%,悬臂梁缺口冲击强度提高223.2%。在同样质量配比下,PP/BF复合材料较PP/GF复合材料拉伸强度提高9.8%,弯曲强度提高11.0%,弯曲弹性模量提高5.8%,悬臂梁缺口冲击强度降低10.7%。从微观电镜分析,加入相容剂可明显改善纤维与PP基材界面浸润程度。另外,BF比GF更易使复合材料老化,常规热氧老化剂1010和168对纤维增强PP类材料耐老化效果并不好,用等量自制热氧老化剂可解决此问题。     

汽车水室用增强PA66复合材料的研制

通过特殊的螺杆组合工艺,制备了汽车水室用增强尼龙( PA) 66复合材料,分别考察了螺杆组合、耐水解玻纤和耐水解剂对材料性能和表面质量的影响.结果表明,螺杆组合对玻纤的保留长度和分布影响显著.耐水解玻纤的加入大大提高了材料的耐水解性能,自制耐水解剂能有效地防止材料表面出现裂纹.所研制的增强PA66复合材料目前已成功用于...     

Fabrication of highly isotactic polypropylene fibers to substitute asbestos in reinforced cement composites and analysis of the fiber formation mechanism

Highly isotactic polypropylene (PP) is currently studied as a cement‐reinforcement fiber that could potentially be substituted for asbestos because of its resistance to prolonged high‐temperature curing. The higher the isotacticity of the PP fiber is, the higher the tensile modulus and breaking strength of the cured fiber are. The PP fiber that exhibits a isotacticity of 99.6% (XI) and draw ratio of 6.0 retains a tensile modulus of 4.23 GPa, even after high‐temperature curing at 175°C for 5 h. PP fiber is cut into 6‐mm lengths and dispersed throughout a cement mixture to prepare a reinforced cement composite. The mixture is cured in an autoclave at 175°C for 5 h. The Charpy impact strength and flexural strength of the obtained cement composite tends to increase with increasing PP isotacticity. © 2013 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 130: 981‐988, 2013