玻璃纖維織物增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料浸漬機(jī)理及界面結(jié)合性能研究.pdf

1、纖維增強(qiáng)熱塑復(fù)合材料(FRTC)因其可設(shè)計(jì)性好、輕質(zhì)高強(qiáng)、損傷容限高、預(yù)浸料存儲(chǔ)周期近無期限、成型周期短、可回收利用、低制造成本和維護(hù)成本等諸多優(yōu)點(diǎn)而備受工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的青睞。熱塑樹脂屬于假塑性流體，在纖維多孔介質(zhì)不規(guī)則流道流動(dòng)時(shí)存在剪切變稀的現(xiàn)象，如何準(zhǔn)確表征非牛頓流體在纖維多孔介質(zhì)中的流動(dòng)過程是制備FRTC的關(guān)鍵因素之一。界面是樹脂基體與纖維之間應(yīng)力傳遞的橋梁，界面結(jié)合的好壞直接影響著復(fù)合材料的力學(xué)性能，傳統(tǒng)在改善界面改性中，往往難

2、以實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料的協(xié)同增強(qiáng)增韌。本文圍繞FRTC制備過程中的這兩個(gè)問題，從浸漬機(jī)理、成型工藝和界面設(shè)計(jì)這三個(gè)方面來展開研究，綜合考察FRTC制備過程中各個(gè)因素的作用以及新型界面設(shè)計(jì)方法。
　　本文在玻璃纖維織物增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料（GFRPP）的浸漬機(jī)理部分，重點(diǎn)考察了冪律流體在纖維多孔介質(zhì)不規(guī)則流道中的流動(dòng)特性，以達(dá)西定律(Darcy's Law)為理論基礎(chǔ)，結(jié)合薄膜疊壓法工藝參數(shù)和材料參數(shù)，建立了GFRPP的浸漬模型，采用兩種黏度

3、差較大的聚丙烯和玻璃纖維織物體系，設(shè)計(jì)一系列實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性。在浸漬模型的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)驗(yàn)研究，重點(diǎn)考察了成型壓力、存留時(shí)間、溫度和樹脂流動(dòng)前鋒等因素對(duì)GFRPP成型時(shí)浸漬的影響，獲得各關(guān)鍵參數(shù)對(duì)浸漬作用的機(jī)理，為FRTC工業(yè)大規(guī)模低成本制造提供一定的理論參考。
　　在傳統(tǒng)界面改性的基礎(chǔ)上，本文借助納米顆粒的協(xié)同增強(qiáng)增韌的特性，通過兩步法制備工藝，將納米二氧化硅(SiO2)采用KH550硅烷偶聯(lián)劑以化學(xué)接枝的方式修飾到玻璃纖