作者:-1????發(fā)布時間:2021-08-07 14:39 ????瀏覽次數(shù) :
影響材料特性的因素
在對聚丙烯與玻璃纖維結(jié)合進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上,繪制出了影響長纖維增強(qiáng)塑料特性的因素圖由此可以得到影響材料特性的3個主要因素:玻璃纖維、纖維表面所涂膠料與纖維/基體樹脂偶聯(lián)劑,以及基體樹脂。
影響長玻纖增強(qiáng)塑料特性的因素
1、玻璃纖維
玻纖在增強(qiáng)塑料中的主要功能是增強(qiáng)基體以提高其剛性和穩(wěn)定性。玻纖具有更低的模量,并且更經(jīng)濟(jì)、更易于加工。
E或E-CR玻纖通常被看作經(jīng)濟(jì)的玻纖增強(qiáng)材料。該玻纖高的拉伸屈服性與低的延伸性(3.5%)為其帶來了出色的拉伸、壓縮和沖擊性能,以及較高的拉伸和彎曲彈性模量。另外,玻纖還具有優(yōu)良的耐侯性(高達(dá)650℃)且僅輕微吸濕。
玻纖單絲的直徑為3~24mm。其生產(chǎn)過程是:從熔融的玻璃中抽出細(xì)絲,接著表面涂膠冷卻,噴出纖維,再束成粗紗,然后將其切割或者纏繞在線軸上。
按照直徑及細(xì)絲數(shù)量,可將玻纖粗砂分為不同規(guī)格的粗紗。粗紗的重量在1000~4 800tex時可以應(yīng)用,但還要取決于其在組分中所占的比例。粗紗線軸被放置在互不纏繞的裝置上,然后進(jìn)行預(yù)熱。
一條玻纖細(xì)絲與另一條玻纖細(xì)絲頂端的結(jié)合性,對LFT-D工藝過程有很大影響。單個纖維細(xì)絲在熔融狀態(tài)分散得越好,則玻纖增強(qiáng)塑料的均勻性就越好。然而,由于技術(shù)工藝限制,僅能得到有限分散的單絲。通常,單絲粗紗在LFT-D工藝中應(yīng)用時,顯示了更好的加工能力。
2、纖維表面所涂侵潤劑及纖維/基體樹脂偶聯(lián)劑
通常,玻纖的未處理表面不表現(xiàn)或只表現(xiàn)與聚丙烯很低的結(jié)合性。因此,為了能夠充分利用纖維的增強(qiáng)效果,即提高二者之間的結(jié)合性,必須對玻纖表面涂膠以及在玻纖和基體樹脂間使用偶聯(lián)劑進(jìn)行處理。
在玻纖表面涂侵潤劑后,單絲和粗紗間的結(jié)合力得到提高,這樣玻纖就會順利地穿過設(shè)備中不同的繩股導(dǎo)向系統(tǒng)。
由被加工的基體樹脂所決定。通常膠料的基體多為硅烷(SiH化合物),因為它與玻璃(硅酸鹽材料)親和。同時,由于其含有活性基團(tuán),可與纖維和基體樹脂間的偶聯(lián)劑發(fā)生反應(yīng)。氨基硅烷通常用
當(dāng)纖維取向成直線態(tài),垂直于纖維取向的基體樹脂的穩(wěn)定性就會受到影響。而基體樹脂的改變會強(qiáng)烈影響纖維與基體樹脂的結(jié)合性。
考慮到熔融工藝過程及基體材料的力學(xué)性能,有一個重要因素必須引起注意,那就是熔體流動速率(熔融粘度)。
通過對30%玻纖增強(qiáng)具有不同熔體流動速率的耐沖擊聚丙烯共聚物的研究,以及對浸漬過程中能量消耗大值的比較可知,消耗能量隨MFR值的升高而降低。MFR為70g/10min時,共聚物能量消耗低。然而,由于MFR為70g/10min時共聚物分子鏈長度較短,所以其力學(xué)性能相對較低。經(jīng)研究確定,MFR為44g/10min的PP樹脂作為LFT-D工藝生產(chǎn)用基體樹脂為適合。
馬來酸酐反應(yīng)機(jī)理
此外,在LFT-D工藝中,纖維種類的拓展可使復(fù)合材料獲得更好的性能,如某些高強(qiáng)度纖維在提高力學(xué)性能的同時,還提高了耐溫性??傊琇FT-D工藝技術(shù)因汽車工業(yè)的需求而興起,同時也會因汽車工業(yè)的發(fā)展而日趨成熟及完善。