等离子体改性对玄武岩/聚丙烯复合材料性能的影响

采用等离子体改性技术对玄武岩纤维进行表面改性处理,通过SEM对改性后的纤维表面形貌进行表征,研究真空度、处理时间和功率对玄武岩/聚丙烯复合材料力学性能的影响,从而确定最佳处理工艺,并研究等离子体处理对复合材料结晶性能的影响。结果表明:纤维经等离子体处理后,等离子体对纤维表面产生刻蚀作用,使纤维表面变得粗糙;当真空度、处理时间和功率分别为20 Pa、5 min、100 W时,复合材料的力学性能最佳,此时拉伸强度为247 MPa,抗弯强度为49.319 MPa;改性处理能促进聚丙烯的异向成核,使其结晶度增加。     

玄武岩／聚丙烯复合体系结晶性能的研究

采用差示扫描量热仪研究玄武岩纤维和硅烷偶联剂KH-550对聚丙烯（ PP）结晶性能的影响规律,并研究改性处理及纤维含量对复合材料力学性能的影响。结果表明：在玄武岩/PP复合体系中,玄武岩纤维的加入充当了PP结晶时成核剂的作用,有利于PP在纤维表面处异相成核,使复合体系的结晶度增大;KH-550改善了纤维与基体树脂的界面相容性,加速了PP在复合材料界面处异相成核,使其结晶度增加;纤维含量及KH-550质量分数对复合材料力学性能的影响与其对结晶度的影响相一致,且当纤维质量分数为40％、KH-550质量分数为0．75％时,复合材料的力学性能最佳。     

苎麻纤维增强聚丙烯复合材料的性能研究

用偶联剂对苎麻纤维进行改性处理,研究了偶联剂处理浓度及苎麻用量对聚丙烯/苎麻增强复合材料力学性能的影响。结果表明:随着苎麻纤维用量的增加,复合材料的拉伸强度和弯曲强度都随之提高,其中经偶联剂处理复合材料的力学性能提高幅度较大;偶联剂处理浓度为1%时,材料的拉伸强度最高。SEM观察发现:未经处理的苎麻纤维表面较光滑,而经偶联剂处理的苎麻纤维表面较粗糙,并黏附了聚丙烯基体,说明偶联剂的添加改善了复合体系的界面相容性,界面结合力提高。     

玄武岩纤维增强复合材料的制备及有限元分析

选取玄武岩纤维作为增强材料,聚丙烯(PP)为基体材料,采用模压工艺制备复合材料。采用单因子试验法研究了温度、压力及保压时间对玄武岩/PP复合材料力学性能的影响,结果表明:不同工艺条件对复合材料的力学性能有很大的影响,在成型温度190℃、成型压力10 MPa、保压时间10 min时制备的复合材料力学性能最佳,此时拉伸强度为267 MPa。运用有限元分析软件对最佳工艺条件下制备的复合材料进行拉伸过程计算机模拟,得出材料的模拟拉伸变形图,并与实际拉伸情况进行对比。有限元模拟表明,断裂发生在试件的平直段端部附近,采用此最佳工艺制备玄武岩/PP复合材料具有可靠性。