短切纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料的制備和性能研究.pdf

1、近年來，聚丙烯(PP)材料的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，同時(shí)對它的性能要求也越來越高。而纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料因具有高強(qiáng)度、高模量等優(yōu)越的性能，使其備受人們的關(guān)注，從而使其成為當(dāng)今研究的熱點(diǎn)之一。
　　本論文首先利用不同的偶聯(lián)劑對短切玻璃纖維(SGF)和短切碳纖維(SCF)進(jìn)行表面改性，并利用傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)對其表面進(jìn)行表征。然后利用熔融共混和熱壓成型的方法制備了一系列不同纖維含量和不同偶聯(lián)劑處理的SGF/PP和 SCF/

2、PP復(fù)合材料，并利用電子萬能材料試驗(yàn)機(jī)、熱重分析(TGA)、示差掃描量熱儀(DSC)、掃描電子顯微鏡(SEM)和動(dòng)態(tài)熱機(jī)械分析儀(DMA)對其力學(xué)性能、熱性能以及斷面形貌進(jìn)行了研究。
　　研究不同纖維含量的SGF/PP和SCF/PP復(fù)合材料的性能發(fā)現(xiàn)，與純PP相比，當(dāng)加入短切纖維后，SGF/PP和SCF/PP復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和模量、彎曲強(qiáng)度和模量、熱穩(wěn)定性和結(jié)晶溫度增加，斷裂伸長率和結(jié)晶度減小，而熔融溫度無明顯變化。力學(xué)性能結(jié)果

3、表明，當(dāng)纖維含量為25％時(shí)，SGF/PP和SCF/PP復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度最大，分別增加了75.9%和182.8%；此時(shí)彎曲強(qiáng)度分別增加了46.5%和55.8%。TGA結(jié)果表明，在纖維含量為25%時(shí)，SGF/PP和SCF/PP復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性最大，T5分別增加了54.8℃和65.4℃。DSC結(jié)果表明，當(dāng)纖維含量為25%時(shí)，SGF/PP復(fù)合材料的結(jié)晶溫度最大，Tpc增大了5.2℃，結(jié)晶度為23.2%；此時(shí)SCF/PP復(fù)合材料的Tpc增大了

4、9.3℃，結(jié)晶度為23.7%。DMA結(jié)果表明，當(dāng)加入短切纖維后，SGF/PP和 SCF/PP復(fù)合材料的儲(chǔ)能模量增大，剛性增強(qiáng)。
　　經(jīng)過研究不同偶聯(lián)劑改性的SGF/PP和 SCF/PP復(fù)合材料的性能發(fā)現(xiàn)，與未加偶聯(lián)劑時(shí)相比，力學(xué)性能結(jié)果表明，KH550對于SGF/PP和SCF/PP復(fù)合材料的拉伸性能和彎曲性能改性效果最佳，此時(shí)SGF/PP和SCF/PP復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度分別增加了18.5%和19.2%，而彎曲強(qiáng)度分別增加了15.3

5、%和7.04%。TGA結(jié)果表明，NDZ201改性的SGF/PP和 SCF/PP復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性最好，T5分別增加了12.9℃和11.1℃。DSC結(jié)果表明，KH570對于SGF/PP和SCF/PP復(fù)合材料的結(jié)晶溫度提升最佳，Tpc分別增加了3.0℃和1.4℃；而對于SGF/PP和SCF/PP復(fù)合材料的結(jié)晶度的改善最好的分別是NDZ201和KH570，分別為26.9%和26.0%。DMA結(jié)果表明，KH550改性的SGF/PP和SCF/PP