长玻纤增强PET复合材料的力学性能研究_姜润喜
玻纤增强PTT复合材料流变性能研究
（%）
型
（MPa） （J/M）
48
35
RP
20
53
45
弯曲强度 （MPa）
69 80
2
C
930
20
51
41
72
D
RP
30
65
48
86
E
930
20
A-1120
67
50
93
F
RP
20
A-1100
70
51
110
G
RP
20
A-1120
75
57
124
a-B试样
b-E试样
1 引言
聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)是近几年才获得工业化生产的一种新型热塑性聚酯，其综 合性能优异，是一种理想的多用途的聚合物[1]。PTT工程塑料的开发应用在国际上刚起步不 久，但其发展潜力却十分看好，引起国内外学者的广泛关注。对于PTT这种脆性热塑性塑料， 玻璃纤维增强可显著提高其力学性能、冲击韧性和耐热性能等，但玻纤的加入一般均会引起 材料熔体流动性能下降，加工性能变差。因此，如何选择加工条件，改善成型流动性能，这 是人们所关注的课题[2]。
将制得的玻纤增强PTT粒料，采用日本岛津公司CFT-500型毛细管流变仪测试。测试条件 为：毛细管直径为1mm；毛细管长度40mm；温度230～250℃；温度精度±0.2℃；预热时间300s。
3 结果与讨论
3.1 不同配方的玻纤增强PTT的力学性能测试结果
空白PTT以及玻纤增强PTT的力学性能测试结果如表1所示。从表1可以看出，玻璃纤维、
玻纤增强 PTT 复合材料流变性能研究
郑睿1 ，赵耀明1 ，严玉蓉1，李维贤2
玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的力学性能
玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的力学性能摘要：本文论述了玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的力学性能，主要包括材料的拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度、弯曲模量和缺口冲击强度。
并分析了复合材料力学性能与玻璃纤维含量之间的关系，最后将复合材料与ABS的力学性能进行比较，发现玻璃纤维增强的聚丙烯复合材料可以替代ABS应用于一些受力领域。
关键词：玻璃纤维；聚丙烯；力学性能；ABS1.引言聚丙烯是一种综合性能十分优异的热塑性通用塑料，其具有易加工、密度小、生产成本低等特点，所以聚丙烯在家用电器、日常用品包装材料、汽车工业等行业有着广泛的应用，成为近些年来增长速度最快的塑料之一。
然而聚丙烯也有一些缺点，比如：抗蠕变性差、熔点较低、尺寸稳定性不好、热变形温度低、低温脆性等，制约了其作为工程受力材料的应用。
聚丙烯的一般性能如表1所示[1]。
如果想提高聚丙烯的耐热性和冲击强度，拓宽其应用范围，就应对聚丙烯进行改性[2, 3]。
表1 聚丙烯的一般性能[1]Tab. 1 The properties of polypropylene性能数据拉伸强度/Mpa 29断裂伸长率/% 200~700弯曲强度/Mpa 50~58.8压缩强度/Mpa 45缺口冲击强度/（KJ/m2）5~10洛氏硬度80~110弹性模量/Mpa 980~9800玻璃纤维增强聚丙烯复合材料(GFRPP)是以热塑性树脂聚丙烯为基体，以长玻璃纤维为增强骨架的材料[4]，其性能与ABS 接近，但价格低于ABS 塑料。
目前，国内外已对GF 增强PP 做了大量研究［5, 6］。
玻璃纤维增强聚丙稀己广泛应用于汽车零部件、家电行业、飞机制造业等。
2.玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的力学性能材料的拉伸性能主要包括拉伸强度和拉伸模量。
拉伸实验中，试样直至断裂时所承受的最大拉伸应力称为拉伸强度。
拉伸模量是指材料在拉伸时的弹性。
在PP/GF复合材料中，GF起着骨架结构增强作用，以承担应力和载荷。
长玻纤增强PET工程塑料的性能研究
（ ｔ ｅＫ ｙ ａ ． ｆ ｈ ｍ ｃｌ ｎ ． Ｅ ｓ Ｃ ｉ ｎｖｒ ｔ ｏ Ｓ ｉ ａ ｄ Ｔ ｃ ． Ｓ ａｇ ｍ ２０ ３ ，Ｃ ｉ ） Ｓ ｔ ｅ ｂ ｏ Ｃ ｅ ｉ ｇ ， ａｔ ｈ ａＵ ｉ ｓｙ ｆ ｃ， ｎ ｅ ｈ ， ｈ ｎ ｈ ０ ２ ７ ｈ ａ ａ Ｌ ａＥ ｎ ｅ ｉ ｎ
在冲击 性 能 等 方 面 仍 显 不 足 ，因 此 短 玻 纤 增 强 Ｐ Ｔ Ｅ 复合 材料 的应 用受 到限制 。
目前 ，生产 长纤 维 增 强 塑料 （ Ｆ ） 主要 采 用熔 ＬＴ
（ 东 理 工 大学 化学 工程 联 合 国家 重点 实 验 室 ，上 海 ２０ ３ ） 华 ０ ２７
ห้องสมุดไป่ตู้
摘要 ：利用实验室 自主开发的在线混 合长 玻璃 纤维增 强热 塑性树脂 复合 材料生 产设 备 ，制备 了长玻 璃纤 维增 强 Ｐ Ｔ （Ｆ —Ｅ ） Ｅ ＬＴＰ Ｔ ；并与双螺杆挤 出机 制备 的短玻 璃纤维增强 Ｐ Ｔ （Ｆ －Ｅ ）进行 了力学性 能对 比。结果 表明 ：ＬｒＰ Ｔ Ｅ ＳＴＰ Ｔ Ｆ１ Ｅ ｌ 一 的各项力学性能显著优于 Ｓ ＴＰ Ｔ Ｆ —Ｅ ，在玻纤质量分数同为 ３ ％时 ， ０ 为 ＳＴＰ Ｔ的 １４ ，冲击强度为 ＳＴＰ Ｔ的 ３倍 。 Ｆ —Ｅ ．倍 Ｆ —Ｅ
ｃ ａ ｉａ ｒ ｐ ｒｉｓ ｏ Ｔ Ｐ ｓ ｂ ｔ ｒｔ ａ ｈ ｓ ｆ Ｓ Ｔ－ ＥＴ，Ｗｈ ｎ ｂ ｔ ｆ ｔｅ ｍａｓ ｆａ ｔ ｎ ｆ ｔｅ ｇａ ｓ ｈ ｎｃ ｌｐｏ ｅｔｅ ｆ ＬＦ — ＥＴ Ｗａ ｅｔ ｈ ｎ ｔ ｏ ｅ ｏ Ｆ Ｐ ｅ ｅ ｏｈ ｏ ｈ ｓ ｒｃｉ ｓ ｏ ｈ ｌｓ ｏ
ｏ —ｉ ｅｐ ａｔｃ ｒ ｃ ｓｉ ｇ ｅ ｕ ｐ ｎ ， ａ ｄ ｔ ｅ ｍｅ ｈ ｎ ｃ ｌｐ ｏ ｅｔｅ ｆＬＦＩ Ｐ ｒ ｏ ａ ｅ ｔ ｈ ｓ ｆｔ ｅ ｎ ｌｎ ｌｓｉｓ ｐｏ ｅ ｓｎ ｑ ｉ ｍｅ ｔ ｎ ｈ ｃ ａ ｉａ ｒｐ ｒｉｓ ｏ ＂ ＥＴ ｗｅｅ ｃ ｍｐ ｒｄ ｗｉ ｔ ｏ ｅ ｏ ｈ 一 ｈ
高结晶性PET玻纤增强材料的研究
第42 卷第 10 期 2014 年 10 月塑料工业CHINA PLASTICS INDUST ＲY·29·高结晶性PET 玻纤增强材料的研究 李 莉，孟成铭，杨 涛( 上海日之升新技术发展有限公司，上海 201109)摘要: 研究了聚对苯二甲酸乙二醇酯 ( PET ) 增强体系中，原料黏度、成核剂以及结晶促进剂对材料结晶性能的 影响，并通过力学性能、热性能及DSC 分析不同体系中 PET 的结晶性能。
结果表明，特性黏数 0. 66 dL / g 的 PET 原料 结晶最佳，不同种类成核剂中高分子成核剂 Aclyn 285 是最佳成核剂，添加结晶促进剂 PEG400 后显著提高 PET 的晶 体生长速度，所获PET 材料结晶完善，DSC 图中冷结晶峰消失。
关键词: 聚对苯二甲酸乙二醇酯; 结晶性; 特性黏数; 成核剂; 促进剂; 热变形温度 DOI : 10. 3969 / j. issn. 1005 － 5770. 2014. 10. 008中图分类号: TQ323. 4 +1文献标识码: B 文章编号: 1005 － 5770 (2014) 10 － 0029 － 03Study on the Glass Fiber Ｒeinforced PET Materials with High CrystallinityLI Li ，MENG Cheng-ming ，YANG Tao( Ｒi z hishen g Ne w Techn o l ogy C o ． ，Ltd ． ，S han g hai 201109，China )A b s t ract : T he in f luence of inherent v isc o sit y ，nucleati o n a g ents and cr y stalli z ati o n pr o m o ter a g ent o n the cr y stallinit y of g lass f iber rein fo rced PE T m aterials w ere in v esti g ate d ． T he cr y stallinit y of di ff erent s y stem w as anal yz ed b y the m echanical pr o pert y ，therm al pr o pert y and D SC anal yz in g ． T he results indicated that P E T resin w ith 0. 66 d L / g inherent v isc o sit y had the best cr y stallinit y qualit y ，A cl y n 285 w as the m o st e ff ecti v e nucleatin g a g ent ，the rate of cr y stal g r ow th fo r PE T w as accelerated b y addin g cr y stalli z ati o n pr o m o ter a g ent PE G 400，w ith per f ecti o n cr y stal structure of PE T ，the c oo lin g cr y stallin g peak in D SC disappeare d ．Keywords : PET ; Crystallization Property ; Inherent Viscosity ; Nucleating Agent ; Promoter Agent ;Heat Distortion Temperature聚对苯二甲酸乙二醇酯 (P ET ) 是一种半结晶型 的热塑性树脂，具有优良的力学性能、电性能、耐热 性等，是热塑性聚酯中产量最大、价格最低的品种， 目前已广泛应用于合成纤维、薄膜和工程塑料等领 域［1 － 3］。
玻纤增强聚丙烯复合材料性能研究
40Vol.36 No.8 (Sum.196)Aug 2008理论与研究文章编号：1005-3360（2008）08-0040-05摘 要 :研究了玻纤（GF ）、SEBS 和聚丙烯接枝马来酸酐（PP-g-MAH ）用量对GF 增强聚丙烯复合材料性能的影响，以及PP/GF （65/35）、PP-g-MAH /PP/GF （15/65/35）的微观形态。
结果表明：随着GF 用量的增加，复合材料的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量增加，断裂伸长率降低，冲击强度先减小后增大，PP/GF 复合材料断面呈脆性断裂；在PP/GF 中添加增韧剂SEBS 可以提高复合材料的冲击强度，但拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度和弯曲模量均减小；在PP/GF 中添加增容剂PP-g-MAH ，可使其拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度、弯曲模量和冲击强度均得到提高，当PP-g-MAH/PP/GF 为15/65/35时，复合材料性能优异，材料断面呈韧性断裂。
玻纤增强聚丙烯复合材料性能研究Study on Properties of Glass Fiber Reinforced PolypropyleneComposite聚丙烯（PP ）具有良好的性能，且密度小，成本低，产量大，性价比高，化学稳定性好，易于加工成型和可回收利用。
然而PP 的成型收缩率大，对缺口十分敏感，低温易开裂，冲击性能差，限制了其在一些场合的应用。
为了改善PP 的性能，进一步扩大PP 的使用范围，本文通过玻纤（GF ）、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SEBS ）和聚丙烯接枝马来酸酐（PP-g-MAH ）对PP 的改性研究，制得了性能优异的GF 增强PP 复合材料。
1 实验部分1.1 主要原料2008年 8月 第36卷 第8期（总第196期）玻纤增强聚丙烯复合材料性能研究聚丙烯（PP），K8303，北京燕山石化公司；玻纤（GF），ER-12-988，浙江桐乡巨石集团公司；聚丙烯接枝马来酸酐（PP-g-MAH），接枝率0.7%，熔体流动速率12g/10min，南京聚隆化学公司；SEBS，HY-502，巴陵石化有限公司。
长玻纤增强聚丙烯
一、长玻纤增强聚丙烯（LFT-PP）及LFT塑料托盘长玻纤增强聚丙烯（LFT-PP）复合材料1.项目简介传统玻纤增强聚丙烯因其成本低廉和优异的机械性能，在材料领域得到大量的应用。
长玻纤增强聚丙烯（LFT-PP）复合材料与传统的短纤增强聚丙烯材料相比，由于生产工艺的改变，玻纤在粒子中的长度增加，即玻纤保持与粒子同样的长度，即使注塑成型后，纤维的最终长度也比短纤的高很多，在制品中的平均长度可达2毫米左右。
相对于传统的短玻纤增强热塑性塑料（这种粒子在制品中的纤维长度在200μ左右），LFT-PP材料在制品中保留了极长的玻纤长度，因此赋予了材料更好的力学性能与热学性能，同时LFT-PP还具有比短纤增强PP更好的高温抗蠕变性能，这些优势使得LFT-PP的性能能够达到或接近增强工程塑料如PA或PPO的性能。
具体优势为：(1)刚度与质量比高，变形小，这特别有利于LFT在汽车中的应用；(2)韧性高；(3)抗蠕变性能好，尺寸稳定；(4)耐疲劳性能优良；(5)设计自由度比GMT更高，因为LFT可用于注塑和其他成型方法，而GMT只能压塑；(6)模塑成型性能比SFT更好，纤维以更长的形态在成型物件中移动，纤维损伤少。
由于LFT材料类似于增强工程塑料的卓越性能以及PP基材相对于工程塑料基材极其低廉的价格成本，因此赋予了该材料极佳的性价比：相对于短纤增强PA材料而言，使用LFT-PP 可在材料成本上节约40-50%左右；相对于短纤增强PPO材料而言，使用LFT-PP可在材料成本上节约100%以上。
2.长玻纤增强PP市场应用及容量2.1汽车工业：保险杠骨架、座椅骨架、发动机罩壳、车身门板模块、仪表盘骨架、脚踏板、挡泥板、备用轮胎架、冷却风扇及框架、蓄电池托架等，用于替代增强尼龙（PA）或金属材料。
2.2通讯电子电器行业：通讯、电子行业高精度接插件/点火器零组件、继电器基座/微波炉变压器线圈架、框架/电气联结器、继电器、电磁阀封装件/扫描仪组件等，洗衣机滚筒、洗衣机三角支架、空调风扇等，用于替代短纤增强PA、ABS材料或金属材料。
玻纤增强聚丙烯复合材料研究进展
玻纤增强聚丙烯复合材料研究进展
一、制备方法
1. 预浸造型（Prepreg）
预浸造型是将玻纤与聚丙烯树脂预先进行浸渍，然后通过热压或热固
化方法制备复合材料。
这种方法具有工艺简单、成本低廉的优点，但需要
专业设备。
2.熔融混合
熔融混合是将聚丙烯颗粒与玻璃纤维通过熔融挤出或注塑熔融混合，
形成复合材料。
这种方法成本较低，但复合材料的力学性能相对较低。
3.熔融渗透
熔融渗透是将预制的玻璃纤维布放置在聚丙烯颗粒之间，然后通过热
压使聚丙烯颗粒熔融并渗透到玻璃纤维布中，形成复合材料。
这种方法制
备的复合材料具有较好的力学性能。
二、性能优化
1.玻纤含量控制
玻纤的含量对复合材料的力学性能有重要影响。
适当调整玻纤的含量
可以提高复合材料的强度和刚度。
2.界面改性
聚丙烯与玻璃纤维之间的界面黏结强度对复合材料的性能有重要影响。
常用的界面改性方法包括使用偶联剂、添加增容剂等。
3.添加剂改性
通过添加剂改性可以改善复合材料的力学性能和热稳定性。
常用的添加剂包括增韧剂、抗氧剂、阻燃剂等。
三、应用
1.汽车制造
2.建筑
3.航空航天
综上所述，玻纤增强聚丙烯复合材料在制备方法、性能优化、应用等方面都有一定的研究进展。
随着科学技术的不断进步，相信玻纤增强聚丙烯复合材料在未来会有更广泛的应用领域。
长玻纤增强聚丙烯
一、长玻纤增强聚丙烯（LFT-PP）及LFT塑料托盘长玻纤增强聚丙烯（LFT-PP）复合材料1.项目简介传统玻纤增强聚丙烯因其成本低廉和优异的机械性能，在材料领域得到大量的应用。
长玻纤增强聚丙烯（LFT-PP）复合材料与传统的短纤增强聚丙烯材料相比，由于生产工艺的改变，玻纤在粒子中的长度增加，即玻纤保持与粒子同样的长度，即使注塑成型后，纤维的最终长度也比短纤的高很多，在制品中的平均长度可达2毫米左右。
相对于传统的短玻纤增强热塑性塑料（这种粒子在制品中的纤维长度在200μ左右），LFT-PP材料在制品中保留了极长的玻纤长度，因此赋予了材料更好的力学性能与热学性能，同时LFT-PP还具有比短纤增强PP更好的高温抗蠕变性能，这些优势使得LFT-PP的性能能够达到或接近增强工程塑料如PA或PPO的性能。
具体优势为：(1)刚度与质量比高，变形小，这特别有利于LFT在汽车中的应用；(2)韧性高；(3)抗蠕变性能好，尺寸稳定；(4)耐疲劳性能优良；(5)设计自由度比GMT更高，因为LFT可用于注塑和其他成型方法，而GMT只能压塑；(6)模塑成型性能比SFT更好，纤维以更长的形态在成型物件中移动，纤维损伤少。
由于LFT材料类似于增强工程塑料的卓越性能以及PP基材相对于工程塑料基材极其低廉的价格成本，因此赋予了该材料极佳的性价比：相对于短纤增强PA材料而言，使用LFT-PP 可在材料成本上节约40-50%左右；相对于短纤增强PPO材料而言，使用LFT-PP可在材料成本上节约100%以上。
2.长玻纤增强PP市场应用及容量2.1汽车工业：保险杠骨架、座椅骨架、发动机罩壳、车身门板模块、仪表盘骨架、脚踏板、挡泥板、备用轮胎架、冷却风扇及框架、蓄电池托架等，用于替代增强尼龙（PA）或金属材料。
2.2通讯电子电器行业：通讯、电子行业高精度接插件/点火器零组件、继电器基座/微波炉变压器线圈架、框架/电气联结器、继电器、电磁阀封装件/扫描仪组件等，洗衣机滚筒、洗衣机三角支架、空调风扇等，用于替代短纤增强PA、ABS材料或金属材料。
高性能玻璃纤维增强复合材料的研制
高性能玻璃纤维增强复合材料的研制在现代工程领域中，复合材料的应用越来越广泛。
其中，高性能玻璃纤维增强复合材料以其卓越的性能和广泛的应用领域备受关注。
本文将探讨高性能玻璃纤维增强复合材料的研制方法及其在不同领域的应用。
一、高性能玻璃纤维增强复合材料的制备方法1.材料选择高性能玻璃纤维增强复合材料的成功研制首先需要选择合适的玻璃纤维和基体材料。
玻璃纤维应具有优异的耐热性、耐腐蚀性和高强度；而基体材料应具备良好的粘接性能和可塑性，以确保复合材料的整体性能。
2.纤维表面处理为了增强纤维与基体的结合强度，需要对玻璃纤维进行表面处理。
常用的方法包括表面涂镀处理、气相修饰和化学修饰等。
这些处理方法能够增加纤维表面的粗糙度和化学活性，提高纤维与基体的结合强度。
3.制备工艺制备高性能玻璃纤维增强复合材料的方法主要包括手工层压法、注塑成型法和预浸法等。
手工层压法适用于小批量生产，但工艺周期长且劳动强度高。
注塑成型法具有生产效率高的优势，适用于大规模生产。
预浸法是一种先预制玻璃纤维增强基材，再将树脂浸渍于基材中的工艺，能够实现复合材料高效率的制备。
二、高性能玻璃纤维增强复合材料的应用领域1.航空航天工业高性能玻璃纤维增强复合材料具有超强的强度和轻巧的重量，因此在航空航天领域中得到广泛应用。
它可以用于制造飞机、导弹和卫星等结构件，在保证结构强度的同时减轻整体重量，提高飞行性能。
2.汽车制造业复合材料在汽车制造业中也有着重要的应用。
高性能玻璃纤维增强复合材料可以用于制造汽车车身和零部件，减轻整车重量，提高燃油效率，同时具备优异的耐冲击性和抗腐蚀性。
3.建筑工程高性能玻璃纤维增强复合材料还可以用于建筑工程领域。
它可以用于制造楼梯、地板和墙壁等结构，增强建筑物的整体强度和稳定性。
同时，它还能实现轻量化，减少建筑物的自重和材料成本。
4.体育用品制造高性能玻璃纤维增强复合材料在体育用品制造业中有着广泛的应用。
例如，使用该材料可以制造高强度的网球拍和高韧性的滑雪板，提升运动性能的同时增加产品的寿命。
碱性环境中玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的力学性能评估
碱性环境中玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的力学性能评估引言：玻璃纤维增强聚丙烯复合材料是一种常用的结构材料，广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑与民用工程等领域。
然而，在特定应用环境下，如碱性环境，材料的性能可能会受到影响。
本文旨在评估碱性环境中玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的力学性能，为相关工程应用提供参考。
材料与方法：本研究使用碱性环境中的玻璃纤维增强聚丙烯复合材料进行力学性能评估。
采用标准的试样制备方法，将玻璃纤维与聚丙烯树脂进行混合，通过热压成型制备出试样。
试样尺寸符合国际标准要求，以确保可靠的测试结果。
接下来，将试样分为两组，一组置于常规环境，另一组置于碱性环境中。
常规环境条件下的试样将用作对照组，以评估碱性环境对材料性能的影响。
将试样浸泡在碱性溶液中，浓度和温度等环境参数须根据实际工程应用进行选择。
浸泡时间将根据试验计划制定。
力学性能测试将包括拉伸、弯曲和冲击等项目。
拉伸测试将使用万能试验机进行，根据国际标准进行计算，得出材料的强度、弹性模量等参数。
弯曲试验使用弯曲试验机，以评估材料的弯曲刚度和强度。
冲击试验测量材料的吸能能力。
结果与分析：通过对不同环境中的试样进行力学性能测试，得到了如下结果。
实验结果表明，在碱性环境中，玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的拉伸强度和弯曲强度相较于常规环境有所下降。
这可能是由于碱性环境中的特殊化学反应引起的。
此外，试样在碱性环境中的弯曲刚度也略有降低。
然而，材料的弹性模量在碱性环境下表现出相对稳定的性能。
冲击强度方面，试验结果显示在碱性环境下的玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的吸能能力减弱。
这些结果表明，在碱性环境中，玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的力学性能可能会受到一定程度的损害。
因此，在设计和应用这种复合材料时，必须充分考虑环境因素，特别是碱性条件下的性能表现。
结论：本文通过对碱性环境中玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的力学性能评估，得出以下结论：1. 碱性环境对玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的拉伸强度和弯曲强度有一定程度的负面影响；2. 在碱性环境下，材料的弯曲刚度略有降低，而弹性模量相对稳定；3. 在碱性环境中，玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的冲击吸能能力减弱。
长玻纤增强聚丙烯复合材料的力学性能比较
（ ｈ ｔｔ Ｋ ｙＬ ｂ ｆ ｈ ｍｉａ Ｅ ｇ ，Ｅ ｓ Ｃ ｉａＵｎｖｒｉ ｆＳｉ Ｔ ｅ Ｓａｅ ｅ ａ ．ｏ ｅ ｃｌ ｎ ． ａｔ ｈｎ ｉｅｓ ｙｏ ｃ ．＆Ｔ ｅ ，Ｓ ａ ｇ ａ ０ ２ ７，Ｃ ｉａ Ｃ ｔ ｅｈ． ｈ ｎ ｈ ｉ ０ ３ ２ ｈｎ ）
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时 ，纤 维 长 度 基 本 相 同 ；高纤 维 用 量 时 ， 由于 纤 维 ／ 维 之 间 的 相 互 作 用 ，纤 维 长 度 降 低 。 与 Ｓ ＦＰ 纤 Ｇ ．Ｐ和 Ｇ ＴＰ Ｍ －Ｐ比 较 ，
除 了拉 伸 强 度 略 低 于 Ｇ ＴＰ ， 冲击 强 度 接 近 于 Ｇ ＴＰ ，Ｌ 一Ｐ的其 他 力 学 性 能 如 弯 曲强 度 、模 量 都 较 好 。 Ｍ —Ｐ Ｍ —Ｐ 丌 Ｐ 关 键 词 ：长 纤 维 ； 聚丙 烯 ；复 合 材 料 ；力 学 性 能
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长玻纤增强PET复合材料的力学性能研究y姜润喜1,周洪梅2,韩克清2,王 恒1,余木火2(1.中国石化仪征化纤股份有限公司技术中心,江苏仪征211900; 2.东华大学纤维材料国家重点实验室,上海200051)摘要:采用自制的浸润装置,以PET浸渍长波纤,经切粒后得到长度为6mm的长纤维增强PET预浸料切片,经一定温度热处理,可得到长纤增强PET复合材料。
研究了注塑样条中玻纤含量对其力学性能及玻纤长度分布的影响,并采用SE M观察了长玻纤增强PE T注塑样条的断面形貌。
结果表明,复合材料力学性能随玻璃纤维含量的提高均有不同程度的提高,当玻纤的质量分数在40%~50%时,力学性能基本达到最佳,且由本方法制备的长玻纤增强PET复合材料的力学性能已达到并超过了国外同类产品的水平。
关键词:长玻璃纤维;PE T复合材料;力学性能中图分类号:TQ323 4+1 文献标识码:A 文章编号:1005-5770(2005)07-0017-03S tudy on Mechanical Properties of Long Glass Fiber Reinforced PET Composite JIANG Run-xi1,ZHOU Hong-mei2,HAN Ke-qing2,W ANG Heng1,YU Mu-huo2(1.Technical Center of Yizheng Chemical Fibre Co ,Ltd ,SINOPEC,Yizheng211900,China;2.State Key Lab of Chemical Fibers and Polymer Materials,Donghua Universi ty,Shanghai200051,China)Abstract:Long glass fibre reinforced PE T composites(LGF/PE T)produced by a ne w melt impregnation pro-cess were injection molded to testing bars,in which long glass fibers were impregnated with PE T by a sel-f made im-pregnator,and the impre gnated fibers were pelleted into LGF/PE T flake materials with a length of6mm The effect of the glass fibre content in the testing bar on the mechanical properties and the glass fibre length distribution were studied,and SE M was used to investigating the section surface of the testing bars The results showed that the me-chanical properties of LGF/PE T composites increased with the increase of the glass fibre content,and the mechan-i cal properties were the best when the mass fraction of glass fibre was between40%to50%,the mechanical proper-ties of the LGF/PET composites produced by the ne w melt impregnation method had attained to and e xceeded those of the sa me products from other countriesKeywords:Long Glass Fiber;PE T Composite;Mechanical Properties随着纤维增强复合材料的发展,热塑性复合材料由于具有较高的环境稳定性、高冲击强度、可回收性等优点受到日益广泛的关注,其中短纤增强热塑性复合材料已商品化且应用十分广泛。
但目前商品化的短纤增强复合材料在抗冲击性能等方面仍显不足,因此复合材料的应用范围受到一定的限制。
而长玻纤增强复合材料的出现,不仅可以提高玻纤含量,而且可以使复合材料的性能得到大幅提高。
但传统的制备长玻纤增强热塑性复合材料的工艺[1,2],如熔融浸渍法、悬浮液浸渍法、溶液浸渍法、流态化床浸渍法等以及一些新型的生产方法,如反应注射拉挤成型法等[3],都存在一些缺点。
本文针对传统热塑性复合材料生产工艺的缺陷,采用新的熔融浸渍法制备了长玻纤增强PE T复合材料,对注塑样品的力学性能及界面性能进行了研究。
1 实验部分1 1 长玻纤增强PET切片的制备采用自制的长玻璃纤维浸润装置,以PE T树脂浸渍长玻璃纤维,经切粒后得到长度为6mm的长玻璃纤维增强PE T预浸料切片,然后在一定温度下热处理。
1 2 长玻纤增强PET切片的注塑成型将上述热处理的切片按表1的工艺条件注塑成型,注塑后的样条置于干燥器中待用。
17第33卷第7期2005年7月塑料工业C HINA PLASTICS INDUS TRYy 作者简介:姜润喜,男,1956年生,高级工程师,从事聚酯改性结构性能研究和分析检测技术与管理工作,已在发表论文20余篇。
wangheng1211@163 com1 3 长玻纤增强PET 复合材料性能测试性能测试包括力学性能测试(拉伸强度、弯曲强度、冲击强度)及热变形温度测试,其测试方法均按照ASTM 标准进行。
表1 长玻纤增强PET 的注塑条件Tab 1Injection condi tion of long glass fi bre reinforced PE T工艺参数数值工艺参数数值料桶温度/喷嘴温度/ 250~260前部270~290模具温度/ 85~120中部270~285注射压力/MPa60~70后部265~2801 4 纤维长度分布的测定将注塑样条经烧蚀去除基体树脂后,将纤维分散到1%的丙三醇水溶液中,滴数滴悬浮液在载玻片上,干燥后,将载玻片放在OLYMP US BH2-UMA 光学显微镜下观察,经计算得出数均纤维长度L n 及重均纤维长度L w [4]。
L n = N i L i N i ;L w =N i L 2iN i L i1 5 扫描电镜(SEM)观察 采用日本电子株式会社JSM -5600LV 型扫描电镜观察长纤增强PE T 注塑样条的断面形貌。
2 结果与讨论2 1 玻纤用量对长玻纤增强PET 复合材料力学性能的影响图1 玻纤用量对长玻纤增强PE T 复合材料拉伸强度和弯曲强度的影响Fig 1Effect of fiber content on tensile strength andflexural stren gth of LGF/PET composi tes图1是玻纤用量对长玻纤增强PET 复合材料拉伸强度和弯曲强度的影响。
从图1可看出,随着玻纤用量的增加,其拉伸强度不断增大;当玻纤用量达50%时,注塑样条的拉伸强度比玻纤用量为20%时的提高了约22%、而且玻纤用量在20%~50%之间时,每增大10%,其拉伸强度平均提高7%。
复合材料的弯曲强度也随着玻纤用量的增加而不断增大。
当玻纤用量达50%时,复合材料的弯曲强度可达292MPa,远远高出采用熔融浸渍法生产的同类产品。
图2 玻纤用量对复合材料冲击强度和弯曲弹性模量的影响Fi g 2Effect of fiber content on impact strength andflexural modulus of LGF/PET composites图2是玻纤用量对复合材料冲击强度和弯曲弹性模量的影响。
从图2可看出,在玻纤用量为40%时,长玻纤增强PE T 复合材料的冲击强度最大,但继续增加玻纤用量,冲击强度反而下降。
界面的完整理论认为:一般情况下,当复合材料受到外加载荷时,产生的应力在复合材料中的分布是不均匀的,在界面的某些结合较强的部位常会集中比平均应力高许多的应力、界面的不完整性和缺陷同样也会引起界面的应力集中。
界面的应力集中首先会引起应力集中点的破坏,形成新裂纹,并引起新的应力集中,从而使界面传递应力的能力下降。
玻纤的大量加入,破坏了PET 树脂的均一性,形成了更多的应力集中区,当材料受到冲击时,应力集中区首先受到破坏;因此,冲击强度不是简单的随着玻纤用量的增加而增大,而是在某一用量时达到最大值。
从图2还可看出,随着玻纤用量的增加,其弯曲弹性模量不断增大。
其中,玻纤用量为50%时复合材料的弯曲弹性模量比玻纤用量为20%时提高了一倍多。
众所周知,在纤维增强复合材料中,纤维主要起承载作用;因此,一般来说,基体中纤维的含量越高,其增强效果越显著。
综合实验结果及实际材料的制备工艺考虑,玻纤用量介于40%~50%之间较为适宜。
2 2 长玻纤增强PET 复合材料的力学性能比较表2对自制的长玻纤增强PET 复合材料的力学性能与商品化的采用熔融浸渍法生产的同类产品进行了比较。
由表2可看出,与相同玻纤用量的采用熔融浸渍法生产的长纤增强PE T 商品相比,本实验产品的拉伸强度提高了20%,弯曲强度提高了7%,而冲击强18 塑 料 工 业2005年度提高了27%,这主要得益于基体树脂与玻纤之间形成的良好的界面粘合。
表2 长玻璃纤维增强PET复合材料的力学性能比较1)Tab2M echanical properties of long glass fiber reinforcedPE T composites项目自制LGF/PET(玻纤质量分数30%)LGF/PETB1030SGF/PETB3030ASTM拉伸强度/MPa171125~145120~125D638断裂伸长率/%2--D638弯曲强度/MPa235190~220185~195D790弯曲模量/MPa7629--D790冲击强度/J m-117190~13545~50D256热变形温度/ 250242238D1525 注:1)LGF/PET B1030及SGF/PE T B3030分别为采用熔融浸渍法生产的玻纤用量为30%的长纤及短纤增强PE T商品。
2 3 玻纤用量对制品中玻纤长度分布的影响理论上讲,长纤维的增强效果远远好于短纤维。
对界面强度相等、纤维长度不同的增强体系而言,纤维长度越长,纤维与树脂的界面粘结力就越大,树脂所受的负荷就能很好地传递给纤维,因此复合材料的强度也就越高。