熱塑性纖維混雜紡織復(fù)合材料的研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展,除了強(qiáng)度、剛度、耐沖擊破壞等常規(guī)性能以外,對復(fù)合材料材料也提出了許多新要求,其中包括成本、可回收利用性等要求。熱塑性基體具有質(zhì)量輕、成本低、成型工藝簡單以及可回收利于環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。增強(qiáng)纖維通過合理混雜可以達(dá)到取長補(bǔ)短,匹配協(xié)調(diào),綜合性能優(yōu)越的特點(diǎn)。因此,開展熱塑性纖維混雜復(fù)合材料這方面的研究對于實(shí)現(xiàn)低成本復(fù)合材料和提高復(fù)合材料性能具有重要的意義。
　　 本課題首先采用PP纖維為基體纖維,GF、PET為增強(qiáng)纖維按

2、照設(shè)計(jì)的混雜比例進(jìn)行線性組合,制備具有混雜效應(yīng)的包纏紗。然后,根據(jù)設(shè)計(jì)的組織結(jié)構(gòu)在改進(jìn)的普通劍桿織機(jī)上成功織造了27塊紡織結(jié)構(gòu)預(yù)制件。最后,采用熱壓成型的方式制備所需的熱塑性纖維混雜紡織復(fù)合材料。并對復(fù)合材料的成型工藝、樹脂浸漬增強(qiáng)纖維效果、以及拉伸性能進(jìn)行了分析和研究。主要工作及得到的結(jié)論如下:
　　 (1)通過對樹脂分布和樹脂浸漬增強(qiáng)纖維效果的分析發(fā)現(xiàn):當(dāng)溫度在185℃到195℃之間時,樹脂的分布比較均勻,樹脂浸漬增強(qiáng)纖維比

3、較完全;隨著保壓的時間的增加,樹脂分布均勻性及樹脂浸漬增強(qiáng)纖維的效果越來越好,當(dāng)超過30min后變化不再明顯;隨著壓力的增加,樹脂的分布均勻性越來越好,但樹脂對增強(qiáng)纖維浸漬效果先增加后下降,當(dāng)壓力5MPa時,浸漬效果最佳。
　　 (2)采用單因素法分析工藝條件對復(fù)合材料拉伸性的影響得出:抗拉強(qiáng)度與加壓溫度呈二次方關(guān)系。增加加壓時間有利于復(fù)合材料拉伸性能的提高,當(dāng)超過30min后復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度變化不大。當(dāng)壓力為5MPa左右時,

4、復(fù)合材料拉伸性能達(dá)到最佳。
　　 (3)以拉伸性能為指標(biāo)采用正交試驗(yàn)的方法確定了工藝條件的主次順序?yàn)闀r間→壓力→溫度,最佳工藝條件:時間40min,壓力5MPa,溫度185℃。
　　 (4)纖維體積含量主要包括樹脂纖維的體積含量和增強(qiáng)纖維的混雜比例,本課題通過對復(fù)合材料拉伸性分析得出:當(dāng)PP含量在50％到60％時,復(fù)合材料拉伸性能最佳;滌綸的體積含量與試樣的拉伸強(qiáng)度呈二次方關(guān)系,當(dāng)滌綸含量為40.1％時,抗拉強(qiáng)度最低。<