长玻纤增强热塑性复合材料阻燃改性及老化性能研究进展

综述了近几年来长玻璃纤维(LGF)增强热塑性复合材料的发展现状,重点以聚丙烯为例,介绍了纤维含量、分布及纤维与基体之间相容性等因素对LGF增强热塑性复合材料性能的影响;重点以尼龙6为例,对LGF增强热塑性复合材料的阻燃改性及老化性能的相关研究进行了阐述。最后对未来LGF增强热塑性复合材料改性及抗老化研究的重点和方向进行了展望。     

纤维对尼龙—66复合材料断裂性能的影响

对纤维增强尼龙—66复合材料的强度和韧性的评价,可通过纤维长度、体积以及树脂与玻璃纤维、碳纤维和芳纶纤维的粘接作用来确定。材料可通过挤出和拉挤的方法进行复合。为了预测制件性能,了解影响热塑性复合材料机械性能的因素是极其重要的。短纤维增强热塑性树脂的断裂性能是早期研究的热门课题,而长纤维热塑性复合材料新系列需要与通用材料的比较来进行评价。近来商品化的Verton(ICI商标)产品就是用连续长纤维挤拉混合的。除挤出外,拉挤作为一种熔融混合方法,能使长纤维有效地用于加工部件。     

热塑性复合材料的增长

热塑性复合材料已发展了很长时间。由于其增强材料是包裹在颗粒中的,从未有长于 1/10mm以上的增强材料增强,所以称它为短切纤维增强塑料。现仍大量应用在量大的小型注射模塑聚酰胺或聚丙烯部件方面。然而在我们学会如何把较长的或连续纤维复合到热塑性聚合物材料中之前,我们还不可能用它们来制造结构复合材料。在最近的JEC复合材料展览会上,我们已见到这种材料的展出。     

热塑性树脂基复合材料用摩擦纺混纤纱

对连续纤维增强热塑性树脂基复合材料，增强纤维和热塑性树脂的结合是这类复合材料加工的难点。从９０年代起，Ｗｕｌｆｈｏｒｓｔ等探索性地研究了用摩擦纺方法将增强纤维和树脂纤维一起加工成热塑性复合材料用混纤纱。本文对这种摩擦纺混纤纱加工方法进行一步讨论，纺制了进一步讨论，纺制了几种混纤纱并通过扫描电镜和纱线均匀度测试仪研究了其结构。     

车用连续纤维增强热塑性环氧树脂复合材料制备及性能

采用原位聚合法,在甲基三苯基溴化膦催化剂作用下,以双酚A二缩水甘油醚通过双酚A进行扩链的方法制备热塑性环氧树脂,并将其与传统热固性复合材料进行了对比。结果表明,热塑性复合材料层合板与热固性复合材料层合板相比,拉伸强度及拉伸弹性模量略低,弯曲强度、弯曲弹性模量可以达到热固性复合材料层合板的86%和80%,基本能够媲美热固性复合材料。热塑性复合材料与短切纤维增强的片状模塑料及玻纤增强尼龙6、聚丙烯等热塑性复合材料相比,强度、模量相对更高。此外,其不仅具有较高的力学性能,且具有较高的玻璃化转变温度,能够在较宽的温度范围内作为结构材料使用。该制备热塑性复合材料的方法具有较好的工艺性,可以方便实现连续纤维增强热塑性复合材料的大规模工业化生产;制备的热塑性复合材料具有优良的综合性能,可应用于汽车零部件领域。     

热塑性摩擦纺包芯纱纺织预型件的织造

纺织结构在纤维增强复合材料中占有重要地位.对于连续纤维增强热塑性复合材料,预混料具备良好的纺织加工性能是顺利加工纺织预型件的前提.由于热塑性摩擦纺包芯纱的特殊结构,采用机织和纬编针织两种方法进行预型件的加工,结果表明:热塑性摩擦纺包芯纱有较好的纺织加工性,其经纬密度等技术参数和纺织结构均可根据热塑性复合材料成型物的要求进行选择.     

欧洲热塑性复合材料同盟简介

欧洲热塑性复合材料同盟简称EATC,成立于2000年,其宗旨是在整个生产链上推进长纤维增强热塑性塑料的技术进步.该同盟现有成员约21个,其中包括原材料供应厂商、设备供应商、半成品生产商、模塑商/制品生产商、研究机构和大学.     

21世纪先进纤维与复合材料的市场机遇(续)

3.2运输工具与运输用代用燃料 美国和欧洲汽车工业中作用的纤维增强复合材料的数量正日益增多,玻璃纤维是汽车用复合材料的主要增强纤维,基体树脂用热固性柽脂(如聚酯或乙烯基酯树脂)或热塑性树脂(如聚丙烯),据最近的一项调查,1994年美国汽车工业各类复合材料的消耗量为43000t。预计1995年的消耗量将示加约4％。纤维大部分是E玻璃短纤维、约占现在的汽车用复合材料总重量的205。热固体性     

混纤技术在纤维增强热塑性塑料加工中的应用

采用增强用纤维与热塑性树脂的纤维混合的方法加工纤维增强热塑性塑料，讨论热塑性树脂的造反及混纤织物类型对增强塑料性能的影响。     

剑麻预处理对热塑性淀粉复合材料力学性能及降解性能的影响

采用碱、蒸汽爆破等对剑麻纤维进行预处理,考察了不同预处理方法对剑麻纤维增强热塑性淀粉力学性能及降解性能的影响。结果表明:碱处理能够提高复合材料的力学性能,延长材料降解周期,是制备剑麻纤维增强热塑性淀粉复合材料有效的预处理方法;剑麻纤维增强热塑性淀粉的机理是甘油在淀粉及剑麻纤维之间起到桥梁作用,提高了热塑性淀粉与剑麻纤维的界面结合力,从而提高了复合材料的力学性能。     

长纤维增强热塑性复合材料的开发与应用

长纤维增强热塑性复合材料以其优异的性能成为高分子复合材料研发与应用的热点。笔者综述了长纤维增强热塑性复合材料的性能特征、研发历史与现状、产品形式与制造技术、应用状况,展望了长纤维增强热塑性复合材料的发展前景。     

连续纤维增强热塑性预浸料制备工艺的研究进展

连续纤维增强热塑性复合材料综合性能优异,其应用与日俱增。作为热塑性复合材料制造用中间材料,连续纤维增强热塑性预浸料的制备和质量控制技术对于热塑性复合材料的发展来说至关重要。本文详细介绍了熔融浸渍法、溶剂浸渍法和粉末浸渍法三种工艺制备连续纤维增强热塑性预浸料的研究进展,总结了各种制备工艺的优缺点,并对高性能热塑性预浸料的发展趋势进行了展望。     

聚乳酸纤维/聚乙烯醇纤维协同增强热塑性淀粉复合材料

为提高热塑性淀粉（TPS）塑料的力学和耐水性能,通过挤出工艺制备了含量为1 %（质量分数,下同）的聚乳酸纤维（PLAF）及不同含量的聚乙烯醇纤维（PVAF）共同增强的热塑性淀粉复合材料。研究了含量为0.2 %~1.4 %的PVAF对TPS/PLAF/PVAF复合材料力学性能、断面形貌、耐水性能及转矩流变性能的影响。结果表明,同时加入PLAF和PVAF能有效提高复合材料的力学性能及表面耐水性能;当PLAF和PVAF含量为1 %时,复合材料的拉伸强度从纯TPS的1.98 MPa提高到10.53 MPa,冲击强度由纯TPS的33.4 kJ/m²提高到62.23 kJ/m²,水接触角由纯TPS的46.34°提高到65.02°,TPS/PLAF/PVAF复合材料的平衡扭达到最大值15.75 N·m。     

热塑性聚酰亚胺/玄武岩纤维复合材料

首次提出以玄武岩纤维增强热塑性聚酰亚胺,通过热模压工艺制备复合材料,通过考察成型工艺对冲击性能的影响,优化了成型工艺参数,即模压温度在360℃、压力在20 MPa、保压时间在30 min。在此基础上,进一步考察纤维含量对拉伸强度、断裂伸长率和弯曲强度的影响,结果发现:随着玄武岩纤维用量的增加,复合材料拉伸强度不断增大,但断裂伸长率下降,弯曲强度随着玄武岩用量增加而增大,表明复合材料刚性得到增强。考察了复合材料的阻燃性能,发现复合材料阻燃性能达到V0级,而且极限氧指数随着纤维用量增加,稍微增大,表明阻燃性能有一定提高。为汽车用摩擦材料提供一条思路。     

制造汽车部件的非玻纤增强轻质复合材料

荷兰的AZDEL公司宣称最近开发出一种用于汽车产业的非玻璃纤维增强热塑性复合材料。据说这种复合材料质轻，抗冲击性能好，延展性好，有较低的热传导系数。ZDEL Volcalite是由长块状玄武岩纤维和聚丙烯制得的热成型热塑性复合材料，质轻、抗冲击性好且不易变形。Volcalite可以用于制造汽车内部的结构材料部件，AZDEL声称它能够减轻重量，节省成本。制造时，这种复合材料同织物一起只需一步就可直接加工成型，省去传统材料还要分离产品的步骤。AZDEL声称当前有许多汽车生产商正在把这种材料用于制造汽车内部结构及非结构性纤维板和边框。     

连续碳纤维增强聚醚醚酮板材的研究

采用自行设计、组装的连续纤维增强热塑性树脂基复合材料粉末浸渍试验装置制备了连续碳纤维(CF)增强聚醚醚酮(PEEK)预浸带,再将浸渍带通过热压模塑成型制备出层合板材。通过万能材料试验机、悬臂梁冲击试验机研究了纤维含量和浸渍带铺放方式对板材力学性能的影响。结果表明,在一定范围内CF/PEEK板材弯曲、冲击强度随着纤维含量的增大而提高,拉伸强度达1 124. 89 MPa,约是PEEK纯料的11倍,浸渍带以0°铺放压制的纤维含量为60%的板材力学性能相对最优。扫描电子显微镜(SEM)结果表明,纤维被树脂基体紧密包覆,纤维分散均匀、排列紧密、界面黏结性较好。     

竹原纤维增强复合材料的研究

竹原纤维与低熔点聚酯纤维及聚丙烯纤维的混合纤维集合体加工成非织造物,再经热压成型后,制成竹原纤维增强聚酯、聚丙烯热塑性树脂复合材料板材,并与竹原/亚麻纤维增强聚酯、聚丙烯热塑性树脂复合材料进行性能对比,进一步探讨这种复合材料板材的最佳制作工艺。鉴于这种材料可以被用于汽车和建筑等领域,通过对材料力学性能测试结果的模糊综合评判,选出性能最优的复合材料为竹原纤维/LMPET(40/60),在模压温度、时间、压力分别为165℃,30min和30MPa的条件下,所压制复合材料的纵向拉伸强度为136MPa,横向为87·58MPa;纵向弯曲强度为534MPa,横向为470MPa。     

偏轴向角度对复合材料力学性能的影响

采用真空辅助树脂传递模塑工艺(VARTM)制备了纤维增强复合材料标准试样,表征了纤维增强复合材料在不同偏轴向角度下的拉伸性能和弯曲性能,考察了载荷方向和偏轴向角度对纤维增强复合材料的冲击韧性、压缩性能的影响,分析总结了纤维增强复合材料的性能与偏轴向角度之间的关系,为纤维增强复合材料在工程上的应用提供了技术支撑。     

热塑性复合材料成型工艺

热塑性复合材料是以玻璃纤维，碳纤维、芳纶纤维等增强各种热塑性树脂的总称，由于热塑性复合材料有很多优于热固性玻璃钢的特殊性能，广泛用于车辆制造工业、机电工业、化工防腐及建筑工程等方面。     

PP复合材料挑战GMT

美国纤维和化学品生产厂Milliken公司推出100％聚丙烯(PP)复合材料，有望挑战和取代玻璃纤维毡增强热塑性材料(GMT)，因其容易加工，可回收，并有成本和性能上的优势。