玻璃纤维增强聚丙烯复合材料

2 长玻纤增强聚丙烯复合材料的力学性能
分别采用挤出成型和注射成型工艺制备了长玻纤增强 聚丙烯球团和长玻纤增强聚丙烯复合材料，优化了相容剂 的用量，使纤维与树脂之间有较好的粘合性，并在聚丙烯 基体中加入5%的MA-g-PP马来酸酐接枝聚丙烯，使力学性 能得到改善。纤维含量增加5%，拉伸性能提高15%，弯曲 性能提高13%，冲击性能提高近70%。对于9mm长的球团 矿，抗拉强度和拉伸模量都显著提高。弯曲强度、刚度和 冲击强度随着纤维长度和纤维含量的增加而增加。形态学 研究表明，LFRP复合材料9mm颗粒的平均纤维长度为 1.25mm，远高于测定的临界纤维长度。9mm-LFRP复合材 料的平均纤维长度比3、6、12mm-LFRP复合材料的平均纤 维长度要高，因此，在标准注射成型机上开发9mm粒径、 质量分数为5%的MA-g-PP长纤维热塑性复合材料可以提高 其性能。
复合材料的纤维保留长度，从而进一步提升复 合材料 的综合性能。综合考虑复合材料的力学性 能和加工性 能，建议预浸料颗粒长度在8~12 mm之间。
2 长玻纤增强聚丙烯复合材料的力学性能
本研究描述了长纤维增强聚丙烯（LFRP）复合 材料及其长度、纤维含量的影响含量、相容剂含量对 力学和形态性能的影响。马来酸酐接枝聚丙烯（MAg-PP）为相容剂，对其含量进行了优化。这个MA-gPP的加入提高了LFRP复合材料的力学性能，特别是 增强了LFRP复合材料的力学性能冲击强度。玻璃纤 维与聚丙烯的界面剪切强度研究了增容剂的加入。拉 伸、弯曲和冲击性能得到改善，随着纤维长度和纤维 含量的增加。还进行了形态学研究以发现注塑试样中 纤维长度的分布。
玻璃纤维增强聚丙烯复合 材料
*了解背景 *相关文献 *发展现状
背
了
解
景
纤维增强热塑性复合材料因其综合性能好,可回收,近年来 受到工业界和学术界的重视。玻璃纤维增强聚丙烯作为一种通 用热塑性增强复合材料,具有弹性模量高、强度高、热变形温度 高、尺寸稳定性好、价格低廉等优点,应用十分广泛。
聚丙烯使用玻纤增强，目前可分为两类，一类使用短玻璃 纤维做增强材料，另一类使用连续长玻璃纤维作为增强材料,它 们在家电制造、汽车制造等领域有着广泛的应用。尤其是长玻 纤增强聚丙烯材料，因其具有强度高、抗冲击性能和抗长期疲 劳、蠕变性能优异等特点，常用来替代传统的增强工程塑料甚 至钢材，应用于汽车上可以实现汽车轻量化的目的。
玻纤增强聚丙烯复合材料
玻璃纤维(GF)增强热塑性 复合材料根据纤维保留长度的 不同,分为短玻纤(SFT)、长玻 纤(LFT)和连续 玻纤(CFT)增强 复合材料三种类型。
短玻纤增强聚丙烯(PP/SFT)是玻璃纤维复合材料的主要 品种，但该 材料不适用于对材料性能(尤其是韧性)要求较高 的场合。
连续纤维增强聚丙烯(PP/CFT)具有最佳的 力学性能，但 其成型工艺复杂、效率低，而且成本较 高。
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长玻纤增强聚丙烯复合材料
2 长玻纤增强聚丙烯复合材料的力学性能
论文综述了长玻纤增强聚丙烯复合材料 (LGFPP) 力学性能的研究进展，包括玻纤含量、 玻纤和聚丙烯树脂基体间的界面结合状态以及 加工工艺等因素对 LGFPP 力学性能的影响，并 对 LGFPP 的研究趋势进行了展望。
2 长玻纤增强聚丙烯复合材料的力学性能
1 短玻纤增强聚丙烯复合材料的力学性能
3 螺杆转速对 PP/SFT 复合材料力学性能的影响
螺杆转速增加,剪切作用增强,使得 PP/SFT 复合材 料中纤维的平均保留长度降低,导致 PP/SFT 的力学性 能下降,其中缺口冲击强度对于纤维的保留长度最为敏 感。
1 短玻纤增强聚丙烯复合材料的力学性能
长玻纤增强聚丙烯(PP/LFT)表现出比PP/SFT更佳的性能，如 较高的拉伸强度、缺口冲 击强度，以及良好的耐高温性 和耐蠕变性等；而相比于PP/CFT，PP/LFT具有加工工艺简单、 成本低等特点。
这里有一些国内外文献让大家更好的 对短玻纤增强聚丙烯和长玻纤增强聚丙烯 的力学性能、应用范围及其国内发展现状 有一定的了解。
研究了纳米粘土（0-5wt%）对短玻璃纤维增强聚丙烯复合 材料的加工、结构、拉伸和磨损性能的影响。纳米粘土的加入降 低了PP聚丙烯和PP-GF玻璃纤维复合材料的熔体流动速率，但由 于其核化效应，改善了PP和PP-GF复合材料的结晶性能。纳米粘 土的这种成核效应是由于纳米级分散在聚合物基体中，而这种现 象在未改性的微铺层填充聚丙烯复合材料中没有观察到。纳米粘 土填充PP-GF复合材料由于插层/剥离的纳米复合结构，其拉伸 性能得到改善。此外，纳米粘土的加入改善了PP-GF复合材料的 磨损性能。
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玻纤增强聚丙烯复合材料的发展现状
3 玻纤增强聚丙烯复合材料的发展现状
3 玻纤增强聚丙烯复合材料的发展现状
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短玻纤增强聚丙烯复合材料
1 短玻纤增强聚丙烯复合材料
玻璃纤维GF 与聚丙烯PP 之间存在明显的极性差 异,二者的界面结合差,使得 PP/SFT 复合材料的性能不 够理想。为开发性能优异的 PP/SFT 复合材料,本研究 通过双螺杆挤出机，选用不同添加量的玻纤和自制 的 高熔体质量流动速率、高接枝率的马来酸酐接枝聚丙 烯( PP － wenku.baidu.com － MAH) 作为界面增容剂,实现了在较低 的 添加量的下提高 GF 与 PP 间的界面结合强度,并优 化 PP/SFT 复合 材料的配方和工艺,制备出高模量、高 韧性的 PP/SFT 复合 材料。
该论文研究了玻璃纤维( GF) 、自制马来酸酐接枝 聚丙烯( PP － g － MAH) 和螺杆转速对短玻纤增强聚 丙烯( PP/SFT) 复合材料力学性能和 微观形貌 的影响。
1 短玻纤增强聚丙烯复合材料的力学性能
1 玻纤含量对短玻纤增强聚丙烯（PP/SFT） 复合材料力学性能的影响
结论：玻璃纤维在 PP/SFT 短玻纤增强聚丙烯复合材料中起到骨架增强
The effect of nanoclays (0–5 wt%) on short glass fiber (GF)reinforced polypropylene (PP) composites is examined in thisstudy with special emphasis on the processing, structure, tensile, and wear properties. Addition of nanoclay reduces themelt flow rate of PP and PP–GF composites; however, it improves the crystallization characteristics due to their nucle-ating effect. This nucleating effect of nanoclay is due to the nanolevel dispersion in polymer matrix and this phenomenonis not observed in the unmodified microclay-filled PP composites. Improved tensile properties are observed in nanoclay-filled PP–GF composites due the intercalated/exfoliated nanocomposite structure. Furthermore, the addition of nanoclayin PP–GF composites improves the wear properties.
作用，随着 GF玻纤含量增加，弯曲模量几乎呈现线性增大，拉伸强 度和缺口冲击强度也有一定程度的提升，但 GF用量过大会导致 PP/SFT复合材料力学性能降低。
1 短玻纤增强聚丙烯复合材料的力学性能
2 PP －g －MAH 含量对PP/SFT 复合材料性能的影响
自制的高流动速率、高接枝率的 PP － g － MAH 马来酸酐接枝 聚丙烯在较低的添加量时，改善了 PP/SFT 之间的界面结合强度， 明显提升 PP/ SFT的拉伸强度和缺口冲击强度。对应不同的GF含 量， PP － g － MAH 存在最佳用量， 20%GF 含量时， PP － g － MAH的最佳用量为1%， 50%GF含量时，PP － g － MAH 的最佳 用量为3%。
2 长玻纤增强聚丙烯复合材料的力学性能
1 文章里提到了加工温度对PP/LFT复 合材料力学性能的影响 ：适度提高加工 温度有利于降低PP基体的黏度，提高对 纤维的浸润效果。但过高的加工温度容 易引起PP基体降解，从而造成复合材料
性能的降低。
2 长玻纤增强聚丙烯复合材料的力学性能
2 LFT预浸料颗粒长度对PP/LFT复合材料 力学性能的影响： LFT预浸料颗粒长度的增加可有效提高PP/ LFT
论文结论：
一定范围内，长玻纤的含量越高，其作为骨架也就越 牢 固，复合材料的力学性能就越高；当含量过高时，玻纤相互作 用增加，纤维的断裂程度增加，同时含量过高也会使部分纤维 得不到充分浸润， 和PP树脂基体结合力变差，成为裂纹增长 点，LGFPP长玻纤增强聚丙烯复合材料的力学性能下降。
在加工过程中，因为 LGFPP 中树脂基体的熔体黏度较大、 玻纤长度较长、流动性不好，所以注塑时充模不够充分。在注 塑时一般采用增加注塑压力而且选用直径较大的流道 和浇口、 提高模具和料筒温度的方式来提高预浸料的充模性。在注塑过 程中，螺杆剪切作用会使玻纤折断并且受到一定程度的损伤， 这种情况一般发生在熔融—固态界面处和模穴充模过程中流动 层和固体层的界面处，一般采用改变浇口和流道尺寸或者调整 工艺的方法尽量规避 。