界面柔性层对玻璃纤维毡增强聚丙烯复合材料力学性能的影响

通过橡胶分子链在玻璃纤维表面的接枝,在玻璃纤维毡增强聚丙烯复合体系中引入了界面柔性层,研究了柔性层的种类及厚度对复合体系界面结合及力学性能的影响,结果表明,采用容易与玻璃纤维表面形成化学键等牢固结合与基体树脂有一定相容性的橡胶分子链作为界面柔性层,可以获得高强度,高抗冲的玻璃纤维毡增强聚丙烯复合材料,柔性层的厚度对复合体系的力学性能有很大的影响,超过一定的厚度后,随着柔性层的增厚,玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的力学性能呈下降的趋势。     

橡胶分子链在玻璃纤维表面的接枝

采用分子结构中含不饱和双键的偶联剂对玻璃纤维进行表面处理,然后在玻璃纤维表面涂覆过氧化物引发剂（ＢＰＯ）及橡胶溶液、使橡胶分子链在引发剂的作用下与玻璃纤维表面的偶联剂进行接枝反应,在玻璃纤维表面接枝了一层橡胶分子链,初步分子橡胶分子链在玻纤表面的反应机遇,对几种橡胶（ＥＰＤＭ、顺丁橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、氨丁橡胶）在玻璃纤维表面的接枝能力及反应条件对橡胶分子链在玻璃纤维表面接枝率的影响进行了研究。     

硅烷偶联剂对玻璃织物/水泥复合材料界面行为的影响

本文通过织物抽拔试验和抽拔试验后残留在水泥基体中的纤维表面形貌扫描电镜照片分析,研究了在玻璃纤维织物表面涂覆硅烷偶联剂或涂蜡,对它增强的水泥基复合材料界面行为的影响.实验结果表明:在玻璃纤维织物表面涂覆硅烷偶联剂有利于它与水泥基体间的界面粘结,改善它们间的界面行为,在玻璃纤维织物表面涂蜡则不利于它与水泥基体间的界面粘结.     

玻璃纤维毡增强聚丙烯复合材料的冷热循环疲劳特性

通过测定玻璃纤维毡增强聚丙烯复合材料在不同温度区间内经冷热循环后的弯曲性能和动态力学性能以及玻璃纤维增强聚丙烯复合体系经冷热循环后界面剪切强度的变化, 研究了该材料的冷热循环疲劳特性。结果表明,在一定温度区间内的冷热循环会对玻璃纤维毡增强聚丙烯的界面造成损伤, 使材料的力学性能下降; 随着冷热循环温度区间温差的增大、冷端温度的降低、循环次数的增多, 形成的热应力对材料的界面损伤越严重; 不同的复合体系由于其界面松弛热应力的能力不同, 在同样条件下的冷热循环过程中, 界面所受到的损伤程度有差异。     

纳米TiO_2/玻璃纤维复合增强体的制备及表征

利用植酸对短玻璃纤维粉进行预处理,然后以钛酸丁酯为原料,乙醇介质中通过胶溶-水解法在玻璃纤维表面制备了纳米TiO2。SEM观察表明直接在玻璃纤维表面进行制备难以形成有效包覆,而植酸处理有利于TiO2均匀包覆,纤维表面TiO2颗粒尺寸约50nm,呈多孔结构。XPS结果显示纳米TiO2/玻璃纤维复合粉体表面Ti元素处于TiO2中Ti 4+结合态,同时存在Ti—O—Si键。分析粉体的XRD结果认为纳米TiO2主要以锐钛矿形式存在,热分析结果表明复合粉体在受热过程中失重约6.3%,相应DTA曲线中未出现明显吸热峰。对比了原始玻璃纤维粉和纳米TiO2/玻璃纤维复合粉体在环氧树脂中分散状态及相应复合材料涂层的耐磨失重,SEM观察表明未处理玻璃纤维难以与树脂形成有效的界面粘结,而经过改性后,复合颗粒与基体结合紧密,纳米TiO2表面的羟基参与环氧树脂的固化过程,显著改善了两相之间的界面作用,改性后填充体系的耐磨失重降低63.6%。     

偶联剂用量对玻璃纤维增强聚丙烯性能的影响及表征

研究了偶联剂用量对玻璃纤维增强聚丙烯复合材料力学性能的影响,并通过扫面电镜对玻璃纤维增强聚丙烯的界面及冲击断面进行研究.结果表明,玻璃纤维含量固定在35％时,偶联剂用量约为1％时,冲击强度最高.经偶联剂处理,可以明显增强玻璃纤维与聚丙烯基体的界面结合,改善复合材料的力学性能.     

长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的研究

选用无碱玻璃纤维 ,采用特殊方法使长纤维与基体聚丙烯树脂有序复合 ,制备了一系列不同纤维长度、含量以及采用不同表面处理的玻纤 /PP复合材料 ,并测定了材料的力学性能 ,通过SEM观察了复合体系的界面 ,从微观上验证了材料力学性能的变化规律。实验表明 ,所采用的复合材料制备方法可使纤维的排布更加有序 ,并可改进材料的力学性能。     

聚丙烯与玻璃纤维界面结晶行为的研究

通过偏光显微镜研究了不同组成聚丙烯与不同表面线玻璃纤维界面上结晶形态的变化。在玻纤采用含胺硅烷联剂处理,基体ＰＰ中加入酸酐类改性聚丙烯时,由于界面上化学键结合及冷缩产生界面应力的作用,从而导致在通常物理结合和弱化学键结合情况下不能产生的横晶出现。通过广角Ｘ射一衍射 现,ＭＰＰ的加入虽然使ＰＰ的结晶度有所提高,但却未改变其晶型。     

玻璃纤维增强热塑性有机复合材料界面强度及其对材料力学性能的影响

本文研究了 BK-10玻璃纤维增强聚甲基丙烯酸甲酯和聚碳酸酯两种热塑性有机基复合材料中纤维与基体界面强度的测量、控制及其对复合材料性能的影响。用有机硅烷耦联剂涂覆纤维表面可以提高纤维与基体的界面强度并相应提高复合材料的力学性能。实验发现四种基体纤维界面破坏形式分别存在于界面强度强和弱的韧性和脆性基体复合材料体系中。选用折光率相匹配的基体和纤维,适当控制制备工艺可以制备出光学透明的复合材料。     

玻璃纤维增强聚丙烯材料结晶行为研究

研究了玻璃纤维增强聚丙烯复合材料结晶情况，界面横晶的产生，横晶对材料力学性能的影响及控制方法，另外，对于玻璃纤维在该体系中对基体的结晶成核作用通过观察结晶过程，分析结晶热行为进行了研究。     

聚丙烯／玻璃纤维复合材料界面区的结晶行为

通过对聚丙烯／玻璃纤维复合材料体系等温结晶情况的研究。分析了ＰＰ／ＧＦ复合材料界面附近的结晶行为。结果表明ＧＦ对ＰＰ没有明显的异相成核作用,对ＰＰ基体内的成核杂质也无明显的吸附作用。由于ＰＰ快速冷却结晶生成斯迈其卡结构和缓慢冷却过程中ＰＰ分子的松弛作用,导致在等温结晶,淬冷和缓冷条件下制备的ＰＰ／ＧＦ试样界面处均未能生成明显的横晶结构。     

短玻纤增强聚丙烯注射压力对微观结构和力学性能影响

报道了短玻纤增强聚丙烯复合材料中玻纤及注射压力对材料微观结构和力学性能的影响规律。实验结果表明: 随着玻纤含量提高, 复合材料的拉伸强度提高, 而断裂伸长率、冲击强度和熔体流动速率则下降。注射压力提高, 拉伸试样芯层中玻纤的平均取向角下降, 取向度提高, 因而拉伸强度增大, 冲击强度下降。皮层结构中玻纤沿熔体流动方向高度取向。聚丙烯球晶尺寸随玻纤含量增加而变小, 规整度也变差, 至40% 时, 聚丙烯已难以形成规整的球晶结构。     

PP/mPE/SGF复合材料的动态力学性能

茂金属聚乙烯弹性体(mPE)作为一种全新的弹性体品种,特别适合于PP的增韧改性。然而,和其它弹性体一样,mPE的加入不可避免地引起PP的刚性和强度降低。为了补偿因加入弹性体带来的刚性和强度的损失,采用短玻璃纤维(SGF)对PP/mPE共混物进行增强,从而制得PP/mPE/SGF三元共混复合材料。采用滞后测量法,分别对PP/mPE共混物和PP/mPE/SGF三元复合材料的动态力学性能进行了研究。结果表明,这种复合材料具有非常高的动态弹性模量和动态负荷极限。     

立构缺陷分布均匀性对等规聚丙烯/玻璃纤维复合材料结晶及形态的影响

利用具有不同立构缺陷分布均匀性的聚丙烯,制备了玻璃纤维/聚丙烯(简称玻纤/PP)复合材料,研究了玻纤含量和PP立构缺陷分布对复合材料的结晶动力学行为、结晶结构及聚集态结构的影响。结果表明,立构缺陷分布更不均匀的PP-A具有比PP-B拥有更高的结晶能力、结晶速率和更低的结晶活化能(ΔE)。玻纤的加入促进了PP的结晶,但在相同的玻纤加入量时,PP-A的结晶能力始终比PP-B更强,说明立构缺陷分布的均匀性比玻纤的加入对结晶影响更大;玻纤的加入更倾向于促进立构缺陷分布不均匀的PP-B形成β晶,且在相同条件下,在PP-B中的分散更加均匀。上述结果表明,在玻纤/PP复合材料的结构与性能设计中,PP立构缺陷分布的均匀性也是需要重视的重要因素。     

玻璃纤维/聚丙烯复合材料界面研究

采用γ射线预辐照固相接枝和偶联剂分别对聚丙稀粉粒 (PP)和玻璃纤维 (GF)进行表面改性 .研究接枝PP在基体中的含量、玻璃纤维经偶联剂处理对复合材料层间剪切强度 (ILSS)、拉伸强度的影响 .通过SEM对复合材料的拉伸断口进行了分析 .     

玻纤增强聚丙烯复合材料的应变率敏感特性

采用层合热压实验法将玻璃纤维基毡与聚丙烯薄膜复合制成不同玻纤含量的玻纤增强聚丙烯(GF/PP)复合板材,在不同的加载速率下进行拉伸测试,研究GF/PP复合材料的应变率敏感特性,分析Burgers模型对该材料本构关系拟合预测的可行性。结果表明:GF/PP复合材料在低应变率范围内对应变率是敏感的,随应变率的增加,其断裂应力和抗拉强度增大;随玻璃纤维含量的增加,其所对应的应变率效应反而有所下降。同时,Burgers模型能够有效地拟合预测出该材料的拉伸应力-应变曲线,与实验曲线相比,进一步验证了GF/PP复合材料的应变率敏感特性及其变化趋势。     

Interlaminar fatigue crack propagation in continuous glass fiber/polypropylene composites

The mode II interlaminar fatigue crack propagation behavior of unidirectional continuous glass fiber (GF) composites with a polypropylene (PP) matrix obtained under three different molding conditions has been studied with the use of the end-notch flexure (ENF) geometry. The microstructure and mechanical performance, especially the interlaminar fatigue crack propagation, are strongly affected by the molding conditions. Comparative results reveal a major influence of the fiber–matrix interface and the matrix morphology on the crack propagation resistance. The distribution of the ductile amorphous PP phase in the semi-crystalline PP matrix appears to be the controlling parameter determining the fatigue crack propagation resistance of the PP/GF composite. Fractographic observations clearly showed the role of this phase.     

碱处理对竹纤维及竹纤维增强聚丙烯复合材料性能的影响

为探究竹纤维表面能对纤维与树脂的粘附功及复合材料界面的影响,采用碱处理对竹纤维进行表面改性,通过模压工艺制备了竹纤维增强聚丙烯(PP)复合材料。研究了碱处理对竹纤维性能、竹纤维与PP间的粘附功及对竹纤维/PP复合材料力学性能的影响,采用SEM研究了不同浓度碱处理后竹纤维表面形貌的变化。结果表明:随着碱浓度的增加,竹纤维断裂强度呈现一定波动,当碱浓度为1wt%时竹纤维断裂强度达到最大值;竹纤维与PP的粘附功与竹纤维极性比密切相关,竹纤维极性比越小,粘附功越大;随着碱浓度增大,竹纤维与PP间粘附功与竹纤维/PP复合材料剪切性能呈现相同的趋势,并且都在碱浓度为20wt%时达到最大值,此时竹纤维与PP的粘附功较未处理时提高了67.18%;竹纤维/PP复合材料剪切性能较未处理时提高了23.29%;复合材料弯曲强度在碱浓度为5wt%时达到最大值,相比未处理时提高了23.13%。     

The role of poly(ethylene terephthalate-co-isophthalate) as interfacial agent in polypropylene–matrix composites

The effect of modifying the particle/matrix interfacial region on the morphology and tensile behaviour of glass bead-filled polypropylene (PP) composites was studied. The interface modification was promoted by blending PP with a small concentration (5% by weight) of poly(ethylene terephthalate-co-isophthalate) (co-PET). Ten different PP/co-PET/glass beads ternary composites were prepared, characterized and compared with the homologous PP/glass beads binary ones. Maleic anhydride-grafted PP was added as a compatibilizing agent for PP and co-PET in some of the studied formulations, and its effect studied. Furthermore, four different silane-treated glass beads were used to prepare the composites (50 wt.%). Results showed that three different interfaces, corresponding to three different levels (low, middle and high) of particle/matrix adhesion, could be obtained in these composites by varying the matrix composition and the silane coupling agent on the glass bead surface, which resulted in a wide range of tensile properties, from ductile composites with low tensile strength and high elongation to brittle ones with high tensile strength. It was found that co-PET embeds glass bead surface independently of the silane coupling agent employed. Finally, the adhesion degree differences between the different composite phases seemed to be the main cause to explain the differences found in the sensitivity of the composite tensile characteristics to the strain rate.