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。增強纖維通過合理混雜可以達到取長補短,匹配協(xié)調(diào),綜合性能優(yōu)越的特點。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為增強纖維按

2、照設(shè)計的混雜比例進行線性組合,制備具有混雜效應(yīng)的包纏紗。然后,根據(jù)設(shè)計的組織結(jié)構(gòu)在改進的普通劍桿織機上成功織造了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、樹脂浸漬增強纖維效果、以及拉伸性能進行了分析和研究。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纖維效果的分析發(fā)現(xiàn):當溫度在185℃到195℃之間時,樹脂的分布比較均勻,樹脂浸漬增強纖維比

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纖維的效果越來越好,當超過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,但樹脂對增強纖維浸漬效果先增加后下降,當壓力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,當超過30min后復(fù)合材料的拉伸強度變化不大。當壓力為5MPa左右時,

4、復(fù)合材料拉伸性能達到最佳。
　　 (3)以拉伸性能為指標采用正交試驗的方法確定了工藝條件的主次順序為時間→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度呈二次方關(guān)系,當滌綸含量為40.1％時,抗拉強度最低。<