长纤维增强热塑性复合材料技术与设备的研究

总结了长纤维增强热塑性复合材料技术与设备的最新技术,包括长纤维增强热塑性复合材料造粒技术、长纤维增强在线配混并直接挤出成型技术、长纤维增强在线配混并直接模压成型技术和长纤维增强在线配混并直接注射成型技术.     

木纤维增强聚丙烯复合材料性能的研究

与常用的对木纤维进行化学改性的方法相比，本研究采用磺酰胺类增塑剂，在高速捏合机上对木纤维增塑，从而改进木纤维在聚丙烯中的分散性，采用马来酸酐接枝聚丙烯作为相容剂，使用了四种不同形态的木纤维来增强聚丙烯，研究了复合材料的力学性能与纤维种类、含量的关系，通过SEM研究了复合材料的断面形态，通过熔体流动速率研究了复合材料加工性能等。     

剑麻纤维/长玻纤混杂增强PP复合材料的力学性能研究

采用剑麻纤维(SF)和长玻璃纤维(LGF)混杂增强聚丙烯(PP)复合材料,考察了SF/LGF的比例和含量对PP复合材料力学性能的影响。结果表明:SF/LGF在聚丙烯树脂基体中呈交叉网状分布,这有利于提高复合材料的冲击强度、弯曲模量、拉伸强度和软化点。在SF/LGF质量比为2 2∶,二者总质量分数为30%时,SF/LGF混杂增强PP复合材料的综合力学性能较好。     

长纤维增强热塑性塑料

长纤维增强热塑性塑料 (LFRT)成为热塑性塑料市场增长最快的品种 ,因其重量轻、价廉、易于回收重复利用 ,在汽车工业中获得较多应用。大部分长纤维增强热塑性塑料 (LFRT)使用玻璃纤维 ,特殊应用时也可将碳纤维、钢纤维掺混入热塑性塑料中。大多数常用的树脂材料是聚丙烯 (PP)和尼龙 ,也有一些采用聚碳酸酯、ABS、聚酯、热塑性聚氨酯或聚苯硫醚。在喷模部件中 ,短纤维增强的热塑性塑料纤维长度约 0 .3mm ,而在LFRT部件中 ,纤维长达 3mm以上。LFRT应用最多的是汽车 ,2 0 0 1年全球LFRT市场约为 6万吨 ,年增长率 30 %。预计今后几年…     

长纤维增强热塑性塑料的加工

欧洲一家财团已获得欧盟(EU)70万欧元的资金,为天然长纤维增强聚丙烯片材供汽车用而研发低温加工法。总部设在英国聚合物研究试验组织Rapro技术公司领导实施这一项目。     

长纤维增强聚丙烯复合粒料的性能影响与比较

长纤维增强聚丙烯复合粒料是以聚丙烯为基本树脂、通过与界面改性剂、相容剂等组分共混,经双螺杆挤出机挤出,在专用挤出模具装置与玻璃纤维束浸渍、包覆后经拉条、冷却、吹干、切粒后包装,制得长纤维增强聚丙烯复合材料。研究结果表明,玻璃纤维含量一定时,界面改性剂质量比为某一适当比时,制得的复合材料各项性能完全可以满足要求,性能达到国内外同类产品性能水平。     

长纤维增强热塑性塑料的制备方法与成型工艺研究

介绍近年来国内外研究人员在长纤维增强热塑性塑料(LFRT)制备方法和成型工艺方面的研究成果,并指出今后在LFRT制备方法和成型工艺的研究上仍需解决纤维的分散和浸渍、纤维长度的保留、长纤维的分布和含量控制、成本的控制和生产的连续化等关键问题.     

GF增强PP/苎麻纤维复合材料的制备及其性能研究

采用非织造-模压工艺,以苎麻纤维为增强体和聚丙烯(PP)纤维制备了PP/苎麻纤维复合材料,然后添加玻璃纤维(GF)对PP/苎麻纤维复合材料进行增强改性。分别研究了不同含量苎麻纤维、GF对复合材料弯曲性能、剪切性能及吸水性能的影响,并采用扫描电子显微镜(SEM)研究了改性前后复合材料界面结合的微观形貌变化。结果表明,当PP/苎麻纤维复合材料中苎麻纤维体积分数为40%时,复合材料的弯曲、剪切性能最优;当添加体积分数为5%的GF和35%的苎麻纤维时,PP/GF/苎麻纤维复合材料弯曲强度、弯曲弹性模量、层间剪切强度分别增加18.48%,10.22%和31.41%,且复合材料吸水率最小。     

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。     

汽车内饰用PP/黄麻纤维复合材料力学性能

采用转矩流变仪混合造粒,通过注射成型方法制备了聚丙烯(PP)/黄麻纤维复合材料,研究了对纤维表面进行处理的NaOH浓度、纤维含量和相容剂的含量对PP/黄麻纤维复合材料力学性能的影响,采用扫描电镜对纤维表面及复合材料的断面形貌进行分析。结果表明:黄麻纤维经过碱处理后PP/黄麻纤维复合材料的力学性能优于纤维未处理的复合材料的力学性能,随着NaOH浓度的提高,PP/黄麻纤维复合材料的拉伸强度和冲击强度增加,在NaOH浓度为16%时,其拉伸强度和冲击强度最佳;其弯曲强度随着NaOH浓度的提高先增加而后下降,在8%浓度时,弯曲强度最大。随着纤维含量的提高,PP/黄麻纤维复合材料的拉伸强度和弯曲强度先增加后下降,在纤维含量达到20%时,PP/黄麻纤维合材料的拉伸强度和弯曲强度达到最大。随着纤维含量的提高,PP/黄麻纤维复合材料的冲击强度降低。相容剂的加入使得PP/黄麻纤维复合材料的拉伸强度和弯曲强度明显增加。     

长玻纤增强PP/PA6合金材料的性能

以连续长玻璃纤维为增强材料,以聚丙烯(PP)与尼龙(PA)6树脂为基体,以马来酸酐接枝PP(PP-g-MAH)作为相容剂,经过双螺杆挤出机和特制的浸润装置制备了长玻纤增强PP/PA6合金材料。通过常规力学性能、球压痕硬度、耐划伤、热变形温度等测试和微观结构分析,考察了PA6含量及其与PP-g-MAH质量比对合金材料强度、刚性、常低温冲击性能、硬度、耐刮擦以及耐热性能的影响。结果显示,当PA6/PP-g-MAH质量比为2,即PA6含量为10份,PP-g-MAH含量为5份时,合金材料的综合性能达到最佳;当PA6/PP-g-MAH质量比低于2时,PA6特性优势随着其含量增加而提升,而当PA6/PP-g-MAH质量比高于2时,相容剂不足以增容PP/PA6两相,综合性能有所衰减。所制备的长玻纤增强PP/PA6合金材料具有较好的强度、刚性、韧性、硬度以及更好的–40℃冲击性能,且其密度低,耐刮擦性能优异,在特殊领域如电动工具外壳具有广阔的应用前景。     

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%。     

碳纤维增强聚丙烯复合材料的制备及性能

采用硝酸液相氧化法改性短切碳纤维(NCF),用以制备聚丙烯(PP)复合材料。以纤维含量和纤维种类为变量,通过万能力学试验机、熔体流动速率试验机、差示扫描量热、X射线衍射、扫描电子显微镜等研究它们对材料力学性能、流动性能、熔融温度以及结晶性能的影响。实验结果表明,纤维的含量影响纤维在基体中的分布,进而显著影响材料的性能,且含量在10%至20%区内时具有较好的增强效果;NCF与PP的界面具有更强的粘附力,这提升了复合材料的力学强度,降低了材料的断裂伸长率,降低了材料的熔融流动速率,提升了材料的结晶温度与结晶度,略微降低了材料的熔融温度;纤维含量与纤维种类均对材料的结晶晶型无明显影响。     

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...     

长玻纤增强聚丙烯热塑性复合材料制备风光互补发电系统风能叶片的模具设计和注射成型

对长玻纤增强聚丙烯(LFT-PP)和短玻纤增强聚酰胺(SFT-PA6)的性能进行了测试与比较。常温时(23 ℃),悬臂梁缺口冲击强度前者比后者提高3.44 %,吸水率后者比前者高100 %,模收缩率前者比后者低10 %;低温时(-30 ℃),前者的冲击强度提高了16 %~24 %。通过优化的模具设计、模流数值计算分析和注塑工艺条件实验,选择最佳注塑工艺参数制备LFT-PP叶片,可使叶片疲劳断裂强度的最大静载荷测试值达到150 kg。     

PP/碳纤维纸夹芯“三明治”复合材料性能

以碳纤维纸(CFP)作为芯材,聚丙烯(PP)作为皮材,用平板硫化机热压制成PP–CFP–PP"三明治"式复合材料,并测试了复合材料的各项力学性能。结果表明,加入CFP后复合材料的力学性能总体上有所改善,针对不同PP基体、CFP对复合材料力学性能的改善方式有所不同,对基材本身强度/刚度小的复合材料增强/增刚效果明显,而对于基材本身强度/刚度大的复合材料,加入CFP后其断裂伸长率、无缺口冲击强度提高明显,同时复合材料的缺口冲击强度有所降低。     

玻纤含量对长纤维增强聚丙烯性能的影响

通过熔融浸渍工艺制备了长玻纤增强聚丙烯复合材料(LFT–PP),利用力学性能测试、差示扫描量热分析、热重分析、扫描电子显微镜(SEM)观察等方法研究了玻纤含量对LFT–PP性能的影响。结果表明,当玻纤质量分数为50%时,复合材料力学性能最佳,其拉伸强度达到158.7 MPa,为纯PP的5.7倍;缺口冲击强度为52.6 kJ/m2,是纯PP的10.7倍。从SEM照片可以看出,玻纤与PP树脂有很好的相容性,使得复合材料具有极佳的力学性能。     

GF增强PP复合材料的尺寸稳定性与力学性能

研究了马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)含量及玻璃纤维(GF)含量对GF增强聚丙烯(PP)复合材料尺寸稳定性与力学性能的影响。结果表明,加入PP-g-MAH后,复合材料的线性膨胀系数和收缩率下降,结晶度、拉伸强度、弯曲强度和悬臂梁缺口冲击强度提高,但断裂伸长率下降。相比不添加PP-g-MAH的复合材料,当PP-g-MAH质量分数达到6%时,复合材料在流道方向上的线性膨胀系数从29.88μm/(m·℃)降低至24.93μm/(m·℃),在流道方向上的收缩率从0.20%下降至0.18%,拉伸强度、弯曲强度和悬臂梁缺口冲击强度基本达到最大值,分别提高130.18%,96.52%和49.20%;随着GF质量分数的增加,复合材料的线性膨胀系数和收缩率均显著下降,拉伸强度、弯曲强度和悬臂梁缺口冲击强度提高,而断裂伸长率和结晶度下降。相比不添加GF的复合材料,当GF质量分数为40%时,复合材料在流道方向上的线性膨胀系数从101.30μm/(m·℃)降低至18.08μm/(m·℃),在流道方向上的收缩率从1.43%下降至0.08%,结晶度从45.05%下降至23.96%,拉伸强度、弯曲强度和悬臂梁缺口冲击强度分别提高168.87%,306.40%和129.52%。