改性玻璃纤维填充聚丙烯复合材料的制备与力学性能_江学良

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一种低气味高强度玻纤增强聚丙烯复合材料的制备与研究

一种低气味高强度玻纤增强聚丙烯复合材料的制备与研究

一种低气味高强度玻纤增强聚丙烯复合材料的制备与研究

梁珊;周建刚;王艺;曾庆文

【摘 要】研究了不同树脂、玻纤、色母、相容剂、润滑剂对玻纤增强聚丙烯复合材料气味、力学性能的影响.结果表明树脂、玻纤、相容剂对气味和力学性能影响较大.并通过对树脂、玻纤、色母、相容剂、润滑剂的优选,加入萃取剂采用低气味双螺杆工艺和后加热处理工艺,制备了一种气味等级为3级的低气味高强度玻纤增强聚丙烯复合材料.

【期刊名称】《玻璃纤维》

【年(卷),期】2018(000)006

【总页数】4页(P33-35,41)

【关键词】低气味;玻璃纤维;聚丙烯;相容剂;力学性能

【作 者】梁珊;周建刚;王艺;曾庆文

【作者单位】重庆国际复合材料股份有限公司研发中心,重庆 400082;重庆国际复合材料股份有限公司研发中心,重庆 400082;重庆国际复合材料股份有限公司研发中心,重庆 400082;重庆国际复合材料股份有限公司研发中心,重庆 400082

【正文语种】中 文

【中图分类】TQ343

0 前言

聚丙烯(PP)作为产量仅次于聚乙烯(PE)和聚氯乙烯(PVC)的最主要的通用塑料之一,具有密度小、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等优点。聚丙烯被广泛应用于汽车工业、家用电器、包装材料及建筑材料等各个领域。特别是在汽车领域,随着人们生活水平的提高,除了对汽车的部分部件材料性能要求很高,对材料的低气味要求也越来越高。本论文探讨了一种低气味高强度玻纤增强聚丙烯复合材料的制备方法,对玻纤增强聚丙烯复合材料在汽车领域的应用具有重要意义。

1 实验部分

1.1 原料

聚丙烯树脂A:燕山石化;聚丙烯树脂B:宁波台塑;聚丙烯树脂C:洛阳石化;聚丙烯树脂D:韩国SK;

抗氧剂:1010,168天津利安隆;

玻璃纤维(GF):短切纤维ECS305-4.5/ECT,无捻粗沙ECT4305G-2400,重庆国际复合材料股份有限公司;

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

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;ABS

1. 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 2.1 拉伸性能

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。同时,GF还可以促进PP结晶,起成核剂作用,可在一定程度上提高材料的强度。J. L.

玻璃纤维增强聚丙烯复合材料

玻璃纤维增强聚丙烯复合材料

玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的制备及性能研究

一. 原材料

1.聚丙烯(polypropylene简称PP)

PP是一种热塑性树脂基体,为白色蜡状材料。聚丙烯的生产均采用齐格勒—纳塔催化剂,以Al(C2H5)3+TiCl4体系在烷烃(汽油)中的浆状液为催化剂,在压力为1.3MPa,温度为100℃的条件下按离子聚合机理反应制得。聚丙烯的结晶度为70%以上,密度为0.98,透明度大,软化点在165℃左右,脆点—10~20℃,具有优异的介电性能。热变形温度超过100℃,其强度及刚度均优于聚乙烯,具有突出的耐弯曲疲劳性能、耐化学药品性和力学性能都比较好,吸水率也很低。因此应用十分广泛,主要用于制造薄膜,电绝缘体,容器等,还可用作机械零件如法兰,接头,汽车零部件等。

2.玻璃纤维(glass fiber简称GF)

GF是一种性能优异的无机非金属材料。成分为二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化硼、氧化镁、氧化钠等。它是以玻璃球或废旧玻璃为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺,最后形成各类产品。玻璃纤维单丝的直径从几个微米到十几米个微米,相当于一根头发丝的1/20—1/5,每束纤维原丝都有数百根甚至上千根单丝组成,通常作为复材料中的增强材料,电绝缘材料和绝热保温材料,电路基板等,广泛应用于国民经济各个领域。

玻璃一般人的观念为质硬易碎物体,并不适于作为结构用材,但如其抽成丝后,则其强度大为增加且具有柔软性,故配合树脂赋予形状以后终于可以成为优良的结构用材。玻璃纤维随其直径变小其强度高。作为增强材料的玻璃纤维具有以下的特点,这些特点使玻璃纤维的使用远较其他种类纤维来得广泛,发展速度亦遥遥领先,其特性列举如下:1)拉伸强度高,伸长小(茎3%)。 2)弹性系数高,刚性佳。3)弹性限度内伸长量大且拉伸强度高,故吸收冲击能量大。 4)为无机纤维,具不燃性,耐化学性佳。5)吸水性小。6)尺度安定性,耐热性均佳。 7)透明可透过光线。8)与树脂接着性良好之表面处理剂之开发完成。9)价格便宜。

玻璃纤维聚丙烯复合材料的性能与形态分析

玻璃纤维聚丙烯复合材料的性能与形态分析

玻璃纤维/聚丙烯复合材料的性能与形态分析

摘要:介绍了玻璃纤维增强聚丙烯复合材料结晶情况,界而横晶的产生,横晶对材料力学性能的影响及控制方法;另外,对于玻璃纤维在该体系中对基体的结晶成核作用通过观察结晶过程,分析结晶热行为。讨论了偶联别、增容剂、润滑剂、增韧剂等改性剂对玻纤增强PP性能的影响。

关键词:聚丙烯;改性剂;玻璃纤维;共混,聚丙烯/玻璃纤维复合材料;界面;横晶。

偶联别、增容剂、润滑剂、增韧剂等改性剂,生产工艺等。

目前,热塑性复合材料已成为树脂基复合材料研究开发的热点,已有一些热塑性复合材料在航空、航天及其它领域得到应用。玻璃纤维增强聚丙烯的生产技术较为成熟,原料来源广泛,成本相对较低,因此玻璃纤维增强聚丙烯是开发应用较早的热塑性复合材料品种之一。玻璃纤维增强聚丙烯复合材料具有加工过程无化学反应、成型周期短、成本低、可再生、可重复使用及力学性能好的优点。玻璃纤维增强聚丙烯已获得广泛应用,其应用领域包括汽车、建材、包装、运输、化工、造船、家具、航空、航天等行业。

随着现代科学技术的进步,对材料的要求越来越高,为了提高玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的力学性能,进一步拓宽其应用范围,人们对该材料的研究正日益深入。界面是复合材料极为重要的微结构,,已是外加载荷从基体向增强材料传递的纽带聚丙烯是一种分子链缺乏活性基团的非极性聚合物,很难与玻璃纤维形成有效的界面结合,人们通过对纤维及基体的改性提高了两者的界面结合。结构规整的聚丙烯有较强的结晶能力,与其他的纤维增强热塑性复合材料一样,纤维的表面可能对聚丙烯产生结晶成核效应,在界面形成横晶。界面横晶的出现改变了复合体系的界面结构,将对界面的应力传递行为及体系的破坏行为产生很大的影响。

1.聚丙烯的结晶

聚丙烯是一种具有立体规整性的高聚物,它的结晶形态可以有α,β,γ,δ,ε和拟六方五种,其中α和β是两种常见的结晶,形态。

聚丙烯熔体冷却时,熔体中的某些有序区域开始形成尺寸很小的晶胚,晶胚长大到一定尺寸时,成为初始晶核,然后大分子的链端通过热运动,在晶核上重排,生成初始晶片,初始晶片沿晶轴方向生长,逐渐形成初始球晶,初始球晶长大后就成为球晶。 [6]在聚丙烯的加工过程中,结晶只有在玻璃化温度与熔点温度之间才能进行,同时在此区间存在一个最大结品速度,这是成核速率与晶体生长速率平衡的结果。冷却速度对结晶,有重要影响,一般冷却速度快,生成球晶的尺寸小,冷却速度慢,则正相反。在成型过程中,熔体有可能受到应力的作用,应力有加速结晶的倾向,这是因为在应力作用下,大分子由于取向产生诱发成核的效果,使晶核的形成时间大大缩短、晶核数目增加。等温结品时,温度越高,球晶尺寸越大,这是因为温度高,产生晶核较困难,而生长速率较快,球晶“发育”充分。另外,聚丙烯的等规度越高,结晶度就越高,结晶速度也越快;聚丙烯的分子量越大,熔融指数(M 1)越低,分子链的活动性较差,结晶度就越低,结晶速度也越慢;添加成核剂时,可提高聚丙烯的结晶度及结晶速度,降低球晶的直径,控制一定的结构。

长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的力学性能研究

长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的力学性能研究

第40卷第6期 2012年6月 塑料工业 CHINA PLASTICS INDUSTRY ・37・ 

长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的力学性能研究水 

杨诗润 ,梁珊 ,罗筑 ’ ,吴晓字 ,于杰 

(1.贵州大学材料与冶金学院,贵州贵阳550003; 

2.国家复合改性聚合物材料工程技术研究中心,贵州贵阳550014) 

摘要:采用熔体浸渍技术制备了长玻璃纤维母料(LGF/PP—g—MAH/PP)增强聚丙烯(PP)复合材料(LGF/ 

PP)。通过双螺杆挤出机制备了同等配比的短玻纤增强聚丙烯(SGF/PP)复合材料。研究了LGF含量、环氧树脂 

(EP)和固化剂(2E4MZ)对LGF/PP复合材料的力学性能影响。结果表明:当LGF质量分数为35%~40%时, 

LGF/PP的综合力学性能最好,且明显优于同样组成的SGF/PP复合材料。EP和含固化剂(2E4MZ)的EP对LGF/PP 

复合材料的力学性能提高有一定的作用。SEM照片分析表明:EP的加入能改善玻纤与聚丙烯基体的界面粘接。 

关键词:聚丙烯;玻璃纤维;母料;环氧树脂;力学性能;界面粘接 

中图分类号:TQ325.1 4 文献标识码:A 文章编号:1005—5770(2012)06—0037—04 

Mechanical Properties Study on Long Glass Fiber Reinforced PP Composite 

YANG Shi—run 一,LIANG Shan 一,LUO Zhu 一,WU Xiao-yu 一,YU Jie 

(1.College of Materials and Metallurgy,Guizhou University,Guiyang 550003,China; 

2.National Engineering Research Center for Compounding and Modification of Polymeric Materials,Guiyang 550014,China) 

玻璃纤维增强聚丙烯

玻璃纤维增强聚丙烯

第1期纤维复合材料 No.1 9

2024年3月FIBER COMPOSITES Mar.2024

玻璃纤维增强聚丙烯/尼龙混杂

板材的制备与性能研究

张藕生1,张云峰2,3,杜浩强2,3,郭 瑞2,3,田经纬2,3,

李承高2,3,张劭亦2,3,咸贵军2,3

(1.中石化(上海)石油化工研究院有限公司,上海201208;2.哈尔滨工业大学

土木工程学院,哈尔滨150090;3.哈尔滨工业大学结构工程灾变与控制

教育部重点实验室,哈尔滨150090)

摘 要 玻璃纤维增强热塑性复合材料具有重复成型、高韧性、高耐久性、可设计、环境友好及可回收利用等优势。为解决由聚丙烯树脂粘度高与尼龙树脂吸水率高引起的复合材料成型工艺与耐久性问题,本项目采用模压工艺研发并制备了玻璃纤维增强聚丙烯/尼龙混杂复合材料板材,研究了混杂模式对于板材力学性能与热性能的影响规律与机理,比较分析了水分子在混杂复合材料内的扩散行为。研究发现,单层层间交替混杂模式板材具有最高的力学性能,拉伸、弯曲和剪切强度最大提升率为132.8%、127.4%和110.4%,归因于混杂板材中两种预浸带在层间粘结-挤压作用下协同受力,材料性能充分发挥;相比之下,五层预浸带层间交替混杂模式板材存在明显薄弱界面层,削弱了板材整体协同受力作用。此外,混杂板材由于聚丙烯树脂憎水性以及逐层交替混杂模式,延缓或阻止了水分子在尼龙树脂内部的吸收和扩散行为,导致混杂板材吸水率大幅下降,这对于提升尼龙树脂基复合材料的耐久性具有重要意义。关键词 玻璃纤维增强聚丙烯/尼龙;混杂板材;力学性能;混杂机理;吸水性能

StudyonPreparationandPropertiesofGlassFiberReinforced

Polypropylene/NylonHybridSheet

ZHANGOusheng1,ZHANGYunfeng2,3,DUHaoqiang2,3,GUORui2,3,TIANJingwei2,3,LIChenggao2,3,ZHANGShaoyi2,3,XIANGuijun2,3(1.SinopecShanghaiResearchInstituteofPetrochemicalTechnologyco.,Ltd.,Shanghai201208;2.KeyLabofStructuralDynamicBehaviorandControl,MinistryofEducation,HarbinInstituteofTechnolo-gy,Harbin150090;3.SchoolofCivilEngineering,HarbinInstituteofTechnology,Harbin150090)

玻纤增强PP的优缺点和工艺

玻纤增强PP的优缺点和工艺

玻纤增强聚丙烯(Glass Fiber Reinforced Polypropylene,GFPP)是一种复合材料,由聚丙烯(PP)和玻璃纤维组成。具有一系列优点和缺点,并且其制造工艺也有一定的特点。以下将详细介绍GFPP的优缺点和工艺。

一、优点:

1.强度高:GFPP的强度比普通聚丙烯高很多,主要是因为玻璃纤维的加入。玻璃纤维具有优异的拉伸和弯曲强度,能够增加复合材料的整体强度。

2.刚性好:GFPP具有较高的刚性,玻璃纤维的加入提高了聚丙烯的刚性系数,使得材料更加坚硬和不易变形。

3.耐腐蚀性强:GFPP能够在酸、碱及其他化学介质中有很好的耐腐蚀性,这使得它广泛应用于化工、食品、医疗和环境保护等行业。

4.轻质:GFPP比金属材料轻很多,具有优良的比强度,可以减轻重量的负担并提高其他性能。

5.绝缘性好:玻璃纤维是一种非导电材料,因此GFPP具有良好的绝缘性能,适用于电子、电器等领域的应用。

6.耐疲劳性强:GFPP在长期受到重复载荷作用时,由于玻璃纤维的加入,可以大大提高材料的抗疲劳性能。

二、缺点:

1.成本较高:由于玻璃纤维的加入,相对于普通聚丙烯来说,GFPP的生产成本相对较高。 2.加工难度大:GFPP在加工过程中,由于玻璃纤维的切割、分散和表面改性等难度,导致其制造工艺较为复杂。

3.受热收缩:由于玻璃纤维的热膨胀系数较高,GFPP在受热时会产生明显的尺寸收缩,这就需要在设计和制造时加以考虑。

三、工艺:

1.预处理:在GFPP的制造工艺中,首先需要对玻璃纤维进行预处理,包括切割、清洁以及表面处理等。

2.混炼:将预处理后的玻璃纤维与聚丙烯进行混炼,常见的方法有熔融混炼和干法混合。

3.挤出:将混炼后的材料通过挤出机进行挤出,形成所需的GFPP型材。

4.成型:挤出后的材料经过冷却,可以进行各种成型加工,如注塑成型、压力成型等。

5.后处理:GFPP成型件还需要进行一些后处理,如切割、去毛刺、抛光等工艺,以达到最终要求。

短玻璃纤维增强阻燃聚丙烯复合材料的制备及改性的研究

短玻璃纤维增强阻燃聚丙烯复合材料的制备及改性的研究

王晓群;陈家锋;黄珂伟;严斌标

【期刊名称】《日用电器》

【年(卷),期】2014(000)0z1

【摘 要】在聚丙烯(PP)材料中添加20%短玻纤和相关助剂,得到玻纤增强阻燃聚丙烯复合材料。与未添加的PP材料相比,复合材料的机械强度提高了200%以上,阻燃性能达到了UL94标准1.5mm的V0阻燃等级,且具备较好的耐久性,水煮3200H后机械性能保持率在80%以上,150℃下进行3200H加速热老化实验后机械性能保持率亦在80%以上,且阻燃等级未下降。

【总页数】4页(P51-54)

【作 者】王晓群;陈家锋;黄珂伟;严斌标

【作者单位】杭州金州高分子科技有限公司 杭州 310018;杭州金州高分子科技有限公司 杭州 310018;杭州金州高分子科技有限公司 杭州 310018;杭州金州高分子科技有限公司 杭州 310018

【正文语种】中 文

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玻纤增强PP复合材料的制备及其性能研究

第39卷第11期 2011年11月 塑料工业 CHINA PLASTICS INDUSTRY ・35・ 

玻纤增强PP复合材料的制备及其性能研究卑 

胡朝晖,姜勇,郭飞飞 (湘潭大学土木工程与力学学院,湖南湘潭411105) 

摘要:通过螺杆挤出法制备了玻璃纤维增强聚丙烯(GFRPP)复合材料。利用电子万能试验机对复合材料的力学 性能进行了测量,并对实验结果进行了分析。结果表明:随着GF用量的增加,GFRPP复合材料的拉伸强度和冲击强 度也相应增大,且12 mm长玻纤的复合材料比6 him的高;随着GF用量的增加,GFRPP复合材料的断裂伸长率呈先 增大再减小的趋势,且12 mill长玻纤的复合材料比6 mnq的小。 关键词:螺杆挤出;玻璃纤维;聚丙烯;力学性能 

中图分类号:TQ325.1 4 文献标识码:B 文章编号:1005—5770(2011)11—0035一O2 

Preparation and Research on Properties of the GF Reinforced PP Composites 

HU Zhao—hui,JIANG Yong,GUO Fei‘fei 

(College of Civil Engineering&Mechanics,Xiangtan University,Xiangtan 41 1 105,China) Abstract:The glass fiber reinforced polypropylene composites were prepared by the screw extruding 

method.Their mechanical properties were measured and the experiment results were analyzed by electronic U- niversal testing machine.The results indicated that the tensile strength and impact strength of the GFRPP 

玻纤增强聚丙烯的优缺点和工艺

玻纤增强聚丙烯的优缺点和工艺

玻纤增强PP是在原有纯PP的基础上,加入玻璃纤维和其它助剂,从而提高材料的使用范围。一般的来说,大部分的玻纤增强材料多用在产品的结构零件上,是一种结构工程材料。

优点:

1. 玻纤增强以后,玻纤是耐高温材料,因此,增强塑料的耐热温度比不加

玻纤以前提高很多。

2. 玻纤增强以后,由于玻纤的加入,限制了塑料的高分子链间的相互移动,因此,增强塑料的收缩率下降很多,刚性也大大提高。

3. 玻纤增强以后,增强塑料不会应力开裂,同时,塑料的抗冲性能提高很多。

4. 玻纤增强以后,玻纤是高强度材料,从而也大提了塑料的强度,如:拉伸强度,压缩强度,弯曲强度,提高很多。

5.玻纤增强以后,由于玻纤和其它助剂的加入,增强塑料的燃烧性能下降很多.

缺点:

1. 玻纤增强以后,由于玻纤的加入,不加玻纤前是透明,都会变成不透明的。

2 .玻纤增强以后,塑料的韧性降低,而脆性增加 。

3 .玻纤增强以后,由于玻纤的加入,所有材料的熔融粘度增大,流动性变差,注塑压力比不加玻纤的要增加很多。

4 .玻纤增强以后,由于玻纤的加入,流动性差,增强塑料的注塑温度要比不加玻纤以前提高10℃-30℃。

5 .玻纤增强以后,由于玻纤和助剂的加入,增强塑料的吸湿性能大加强,原来纯塑料不吸水的也会变得吸水,因此,注塑时都要进烘干。

6. 玻纤增强以后,在注塑过程中,玻纤能进入塑料制品的表面,使得制品表面变得很粗糙,斑斑点点。为了取得较高的表面质量,最好注塑时使用模温机加热模具,使得塑料高分子进入制品表面,但不能达到纯塑料的外观质量。

7 .玻纤增强以后,玻纤是硬度很高的材料,助剂高温挥发后是腐蚀性很大的气体,对注塑机的螺杆和注塑模具的磨损和腐蚀很大,因此,生产使用这类材料的模具和注塑机时,要注意设备的表面防腐处理和表面硬度处理。

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