长玻璃纤维增强尼龙复合材料的制备及性能研究

论文摘要

长玻璃纤维增强热塑性塑料有着优良的综合性能,国外在很多领域有了成熟的应用,近年来国内发展也很快。研究长纤维增强塑料满足国内市场的需求具有重要现实意义。本文利用特殊的玻纤预热、分散、树脂熔融浸渍装置,将纯尼龙粒料与改性添加剂混合均匀后经双螺杆挤出机进行塑化,熔融状态下挤入到浸渍模头中,通过塑料改性将塑料粘度控制在适合长纤浸渍的范围,使纤维在模头中得到很好的分散与浸渍,制备了长玻璃纤维增强PA66、PA6粒料,并研究了玻璃纤维的含量、粒料切割的长度等对材料性能的影响。本研究制备的玻璃纤维含量50%、粒料长度12mm的长纤维增强PA6料粒的拉伸强度为230MPa,弯曲强度为359MPa、缺口冲击强度为40KJ/m2；玻璃纤维含量50%的长纤维增强PA66粒料,长度12mm时拉伸强度270MPa,弯曲强度415MPa、缺口冲击强度45KJ/m2的粒料,性能均达到国外公司的同等水平。对比了玻璃纤维增强尼龙在50%含量的情况下,长纤维增强热塑性塑料（Long fiber reinforced thermoplastic,简称LFT）与短切纤维增强热塑性塑料（Short fiber reinforced thermoplastic,简称SFT）的各种性能之间的差异。各种性能均有不同程度的提高。特别是冲击强度。LFT-PA6较SFT-PA6提高97.8%,LFT-PA66较SFT-PA66提高187%。对不同含量的长玻璃纤维增强PA6、PA66的动态热机械性能（DMA）进行了测试,两种尼龙的储能模量随着玻璃纤维含量的增加而增大。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 玻璃纤维的性能与应用
• 1.2 玻璃纤维复合材料及基体
• 1.3 长玻璃纤维增强复合材料的发展现状
• 1.4 课题的提出及研究的内容
• 2 长玻璃纤维增强尼龙粒料的制备
• 2.1 主要原料
• 2.2 主要仪器设备
• 2.3 长玻璃纤维增强尼龙料粒的制备工艺
• 2.3.1 玻璃纤维的制备
• 2.3.2 树脂基体的选择
• 2.3.3 塑料熔体流动速率的测定
• 2.3.4 判断纤维分散与浸渍效果的方法——吸红试验
• 2.4 长纤维增强尼龙粒料的研制
• 2.5 结果与讨论
• 2.5.1 纤维预热处理对浸渍效果的影响
• 2.5.2 模头温度对造粒效果的影响
• 2.5.3 纤维预分散对浸渍效果的影响
• 2.5.4 玻璃纤维含量的控制
• 2.6 本章小结
• 3 长玻璃纤维增强尼龙的性能
• 3.1 标准样条的制备
• 3.2 主要测试仪器与设备
• 3.3 力学性能测试
• 3.4 其他测试项目及采用的方法
• 3.5 注塑工艺对性能的影响
• 3.6 长玻璃纤维增强尼龙与短切玻璃纤维增强尼龙性能对比
• 3.6.1 短切玻璃纤维增强尼龙的制备
• 3.6.2 性能对比
• 3.7 纤维含量对性能的影响
• 3.7.1 不同纤维含量对复合材料拉伸性能的影响
• 3.7.2 不同纤维含量对复合材料弯曲性能的影响
• 3.7.3 不同纤维含量对复合材料冲击强度的影响
• 3.8 粒料长度对性能的影响
• 3.9 长纤维增强热塑性塑料的动态热机械性能
• 3.10 本章小结
• 4 总结与展望
• 4.1 总结
• 4.2 展望
• 参考文献
• 附录