玻璃纤维增强聚丙烯的性能研究
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。
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。
玻璃纤维增强聚丙烯树脂基复合材料的制备及性能研究
玻璃纤维增强聚丙烯树脂基复合材料的制备及性能研究摘要本文针对玻璃纤维增强聚丙烯树脂基复合材料，通过研究其制备工艺和性能，旨在提高该复合材料的机械性能和耐候性。
研究结果表明，合理的制备工艺可以显著改善复合材料的性能，提高其在各类应用中的实际效果。
1. 引言玻璃纤维增强聚丙烯树脂基复合材料是一种具有广泛应用前景的新型材料。
其独特的性能使其在航空航天、汽车制造、建筑等领域具有重要的应用价值。
然而，目前该复合材料的性能仍存在一些问题，如机械性能不够优异、耐候性不佳等。
因此，本研究旨在通过优化制备工艺，改进玻璃纤维增强聚丙烯树脂基复合材料的性能，提高其实际应用效果。
2. 实验部分2.1 材料准备选用聚丙烯树脂、玻璃纤维、增容剂、稳定剂和助剂作为制备聚丙烯树脂基复合材料的原材料。
其中，聚丙烯树脂作为基体树脂，玻璃纤维作为增强材料，增容剂和稳定剂用于调整材料的流动性和稳定性，助剂用于改善材料的特性。
2.2 制备工艺将聚丙烯树脂与增容剂、稳定剂和助剂按一定比例混合，并进行预热处理。
待混合物达到一定温度后，将玻璃纤维逐渐加入，并进行搅拌和熔融处理。
这样可以保证玻璃纤维与聚丙烯树脂充分接触，从而提高复合材料的增强效果。
随后，将熔融的复合材料注入模具，并进行压力和温度控制，以确保材料在固化过程中获得良好的物理性能。
2.3 性能测试对制备好的玻璃纤维增强聚丙烯树脂基复合材料进行性能测试，包括拉伸性能、弯曲性能、冲击性能和耐候性等指标。
采用标准的测试方法和仪器对材料进行测试，并与传统聚丙烯树脂进行对比。
3. 结果与讨论经过优化的制备工艺，制备了一系列玻璃纤维增强聚丙烯树脂基复合材料。
在性能测试中，与传统聚丙烯树脂相比，该复合材料具有明显的优势。
3.1 机械性能拉伸性能和弯曲性能是衡量复合材料力学性能的重要参数。
实验结果显示，经过优化处理的复合材料在拉伸和弯曲试验中表现出较高的强度和刚度。
这是由于玻璃纤维的加入使复合材料的增强效果显著，有效地提高了其抗拉强度和抗弯强度。
玻纤增强聚丙烯复合材料的界面及性能研究
文／ 玫 颖 郑 国 强 韩 文娟 吴
摘 要：本文综述 了玻 纤增强聚丙烯 复合十 料 的特点与应用 ，通过对材料界面磺 晶的产生和其对界面剪切强度的影响的研究 ，以及玻纤表面 处 于
理 方 法 的 讨 论 ， 为更 好 地 改 善 材 料 性 能 提供 了 帮助 。
玻纤增强聚丙烯复合材料的界面及性能研究
Ｔ ｅｓ ｕ ｙｏ ｈ ｔ ｒ ｃ ｎ ｒ ｐ ｒｉｓｏ ｌ ｓｆ ｒ ｎ ａ ｃ ｄ ｜ ｏｙ ｒ ｐ ｌｎ ｈ ｔ ｄ ｎｔ ｅ ｉ ｅ ｆ ｅ ａ ｄ ｐ ｏ ｅ ｔ ｆ ａ ｉ ｅ ｅ ｈ ｎ ｅ ｎ ａ ｅ ｇ ｓ ｂ ｐ ｌｐ ｏ ｙｅ ｅ
这些理论 都认 为基体和 基质 的结 晶特性 度 的影 响 ，一 直存在 着争议 。一 些学 者
参 数 、化 学组成和 表 面能等 匹配程 度越 高 ，则横 晶就越容 易在 界面 处形成 。但 这 些理论并 不具有 普遍性 ，存 在大 量反 认 为界 面横 晶 使玻 纤 聚丙 烯两 者界 面 间的结合 更为 完善 ，界 面结 合能
引 言
向的方式生长 ，最终形成 了横 晶 。横 基 复合材 料的 比热 容、汽化 热和熔化热
晶 的出现使复 合材料体 系的界 面结构 发
都 很大 ，在高 温条件 下能够 吸收大量 的 热能 ，耐烧蚀性能好 。
玻 纤 增 强 聚 丙烯 复合 材 料 的 应 用
聚
黧
一
生 了很 大的改 变 ，对界 面的应 力传递和
玻纤／ 聚丙烯复合体系
复合材 料是 以一种材料 为基体 另
种材料为增强体组合而成 的材料。其性
能取决于基体与增强体以及两者之间的界 面三个组成部分 的比例和各 自的性能。
碱性溶液中玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的耐久性研究
碱性溶液中玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的耐久性研究引言：近年来，玻璃纤维增强聚丙烯复合材料在工程领域中得到广泛应用，其优异的物理和力学性能使其成为一种备受关注的材料。
然而，在某些工况下，如碱性环境下的长期使用，其耐久性会受到一定的挑战。
因此，本研究旨在探究碱性溶液中玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的耐久性，并提出相应的改进策略。
1. 研究背景1.1 玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的特性玻璃纤维增强聚丙烯复合材料具有优异的刚性、强度和耐腐蚀性能，被广泛应用于航空航天、汽车制造以及建筑领域等。
1.2 碱性环境对复合材料的挑战在一些工程应用中，如土木工程或化工装备等，复合材料常常暴露在碱性环境下，碱性介质可能对复合材料的性能造成一定的影响。
2. 溶液中复合材料耐久性的研究方法2.1 实验设计选择玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的典型样品，制备试件并将其置于碱性溶液中；设定不同的实验时间，周期性检测试样的性能变化；运用适当的实验手段，如扫描电镜、拉伸试验等，评估材料性能的变化。
3. 碱性环境导致的复合材料性能降低的机理3.1 碱性物质对聚合物基质的侵蚀作用碱性溶液中的氢氧根离子（OH-）能与聚合物基质发生化学反应，破坏聚合物分子的结构，导致材料的机械性能下降。
3.2 碱性物质对纤维增强体的影响碱性环境下，纤维表面可能发生腐蚀和溶解，导致纤维与基体之间的粘结弱化，进而导致材料的强度降低。
4. 改进策略4.1 变性改性在制备玻璃纤维增强聚丙烯复合材料时，可以引入一些改性剂，如填料表面改性剂、增强纤维表面改性剂等，以提高材料抗碱性的能力。
4.2 涂层保护在复合材料的表面涂覆一层具有抗碱性的保护涂层，能够有效地隔离材料与碱性介质的直接接触，减缓材料的腐蚀速度。
4.3 界面增强优化纤维与基体之间的界面粘结，通过改进粘接剂的选择和交联处理等方法增强纤维与基体之间的结合力，提高材料的耐久性。
5. 结论通过对碱性溶液中玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的耐久性进行研究，可以得出如下结论：在碱性环境中，玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的耐久性受到一定的影响，主要体现在力学性能的降低；碱性物质对聚合物基质和纤维增强体均具有一定的侵蚀作用；通过引入改性剂、涂层保护和界面增强等策略，可以有效提升复合材料在碱性环境下的耐久性。
玻璃纤维增强聚丙烯复合材料耐水解性能的研究
２０２０ 年 ４ 月
塑料工业
ＣＨＩＮＡ ＰＬＡＳＴＩＣＳ ＩＮＤＵＳＴＲＹ
１１９
玻璃纤维增强聚丙烯复合材料耐水解性能的研究
李志强ꎬ 丁 超ꎬ 刘元驰ꎬ 晏 伟ꎬ 黄 增ꎬ 刘引烽
( 上海大学材料学院ꎬ 上海 ２００４４４)
摘要: 以玻璃纤维增强聚丙烯复合材料为研究对象ꎬ 选取两种玻璃纤维、 不同相容剂及不同含量探讨玻璃纤维增强聚丙烯
纤维 ＧＦ１: 无碱ꎬ 粗纱ꎬ 市售ꎻ 专用聚丙烯玻璃纤维
ＧＦ２: 无 碱ꎬ 粗 纱ꎬ 市 售ꎻ ＰＰ￣ｇ￣ＭＡＨ: ＣＭＧ５００１￣
Ｔꎬ 佳 易 容 相 容 剂 江 苏 有 限 公 司ꎻ 抗 氧 剂: １６８ /
１０１０ꎬ 巴斯夫 ( 中国) 有限公司ꎮ
表 １ ＰＰ ( Ｔ３０Ｓ) 的物性１)
Ｔａｂ １ Ｔｈｅ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ ( Ｔ３０Ｓ)
中图分类号: ＴＱ３１７ ４ꎻ ＴＱ３２７ １ 文献标识码: Ａ 文章编号: １００５－５７７０ (２０２０) ０４－０１１９－０５
ｄｏｉ: １０ ３９６９ / ｊ ｉｓｓｎ １００５－５７７０ ２０２０ ０４ ０２３
开放科学 ( 资源服务) 标识码 ( ＯＳＩＤ) :
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｗａｔｅｒ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ Ｇｌａｓｓ Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ
ＬＩ Ｚｈｉ￣ｑｉａｎｇꎬ ＤＩＮＧ Ｃｈａｏꎬ ＬＩＵ Ｙｕａｎ￣ｃｈｉꎬ ＹＡＮ Ｗｅｉꎬ ＨＵＡＮＧ Ｚｅｎｇꎬ ＬＩＵ Ｙｉｎ￣ｆｅｎｇ
( Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌꎬ Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ Ｓｈａｎｇｈａｉ ２００４４４ꎬ Ｃｈｉｎａ)
玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的疲劳性能研究
左端由弹簧施加交变拉力 ， 弹簧左端与 曲柄机构相
连 接 。随着 曲柄 摆 动 ， 样 受 到正 弦 交 变 拉 力 的作 试 用 ， 而在试 样 上日期 ：０ １０ —８ ２ １ —７１
树 脂 机械研 究 所 ； 注 塑机 ：Ｓ０ ５ Ｓ 型 ， Ｐ４ＥＡ Ｅ 日本 日精 树 脂 工 业 株
劳性 能 的研 究 。在过 去工 作 中 ， Ｇ 对 Ｆ增 强 Ｐ Ｐ的研 究 主要集 中 在 静 态 力 学 性 能 、 面 形 态 ｌ 、 强 界 ３增 改 性 和疲 劳机 理 等 方 面 ， 对 疲 劳 性 能 的 研 而 究 相 当少 。笔者 采用 自制 塑 料 疲 劳 实 验 装 置 ， 试 对
１ ３ 试 样制 备 ．
试 样制 备过 程见 图 １ 。
ＰＰ量 Ｇ ＝ 含 同 １
验 样 条
材料宏观行 为与： 静态载荷下 的行 为存在很 大差 左 异， 这对 材料 的实 际使 用性 能 、 品安全 系数 提 出了 制 更 高要求 。因此 ， 有必 要对 Ｇ Ｆ增 强 Ｐ Ｐ材料 进 行 疲
式会 社 ；
电子 万 能 拉 伸 实 验 机 ： Ｇ １ Ａ ７０型 ， 日本 岛津 公
７ ４
工 程 塑 料应 用
２１ ０ １年 第 ３ 卷 ， 】 ９ 第 ０期
，
簧提 供初 始应 力 ， 改变 弹簧 初始拉 伸 长度 ， 以改变 可 初始应 力 Ｆ ； 变 曲柄 的转速 可 以改变 试 样 所受 交 ｏ改 变循 环应 力 的频 率 ； 应力 振 幅 的变 化 可 由改 变 曲柄
时 ， 样 的 疲 劳性 能 最 好 。 试 关 键 词 聚 丙烯 玻 璃纤维 疲 劳 实验 装 置 疲 劳裂 纹 疲 劳 性 能
玻璃纤维短切原丝增强聚丙烯的研究_张志坚
（ Jushi Fiberglass Ｒesearch Institute，Zhejiang Key Laboratory for Fiberglass Ｒesearch，Jushi Group Co． ，Ltd． ， Tongxiang 314500，China）
表2508a508h样品增强pp复合材料的力学性能tab21ilemech舳icalpmpeniesoftiiecompositematerialgfpp图l508a及508h增强pp复合材料的力学性能对比fig1ikmech觚icalpmpertycomparis蚰bemn5a蚰d508h弛inforcedpp22玻璃纤维短切原丝增强pp复合材料的耐水解性能测试表3在95的水溶液中煮2000h后的复合材料的力学性能及保留率tab3themhaiiicalpmpenertliecomposite拉伸强度mpa拉伸模量gpa弯曲强度mpa弯曲模量gpa无缺口冲击强度591101382882102891o896571109677110614851224821486128086616510762681102674559433256kjm一2缺口冲击强度1651167016612475lj
拉伸强度 / MPa 101. 3 82. 8 82 102． 8 91. 0
89
拉伸模量 / GPa 6. 5 7. 1 109 6. 7 7. 1
106
弯曲强度 / MPa 148. 5 122. 4 82 148. 6 128. 0
86
弯曲模量 / GPa 6. 1 6. 5 107 6. 2 6. 8
并制得玻纤 （ GF） / PP 复合材料，然后对比测试其性能以及通过 SEM 进行分析。结果发现，与 508A 材料相比，508H
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２０３０４０５０
玻璃纤维含量／％
短纤维增强长纤维增强
长、短纤维增强ＰＰ在一定温度（８０℃）下弯曲强度的比较
图２长纤维增强ＰＰ注塑样断面ＳＥＭ照片
图３短纤维增强ＰＰ注塑样断面ＳＥＭ照片
２０３０４０５０
短纤维增强长纤维增强
玻璃纤维含量／％
１６５
１６０
图４不同比例纤维含量增强ＰＰ热变形温度变化
塑性塑料更优异的热性能。
热变形温度的比较
玻璃纤维增强聚丙烯的性能研究
作者：崔峰波， 曹国荣， CUI Fengbo， CAO Guorong
作者单位：巨石集团有限公司,巨石集团玻璃纤维研究院,浙江省玻璃纤维研究重点实验室,桐乡,314500
刊名：
玻璃纤维
英文刊名：FIBER GLASS
年，卷(期)：2011(1)
被引用次数：1次
1.吕召胜长纤维增强热塑性塑料的制备方法与成型工艺研究[期刊论文]-工程塑料应用 2008(10)
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4.张晓明纤维增强热塑性复合材料及其应用 2007
5.李华长玻璃纤维增强热塑性复合材料研究[期刊论文]-工程塑料应用 2008(04)
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1.何巧玲.阮金刚长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料力学性能的研究[会议论文]-2009
2.方鲲.张国荣.吴丝竹.李玫长玻璃纤维增强增韧聚丙烯的动态流变性能研究[会议论文]-2009
3.庄辉.刘学习.程勇锋.戴干策.Zhuang Hui.Liu Xuexi.Cheng Yongfeng.Dai Gance长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的力学性能[期刊论文]-塑料科技2007,35(5)
4.庄辉.刘学习.程勇锋.戴干策.Zhuang Hui.Liu Xuexi.Cheng Yongfeng.Dai Gance长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的韧性[期刊论文]-合成树脂及塑料2006,23(6)
5.夏涛玻纤毡浸润剂用PVAc成膜剂乳液的研制[期刊论文]-玻璃纤维2003(3)
1.田永.韦俊车用聚丙烯及其复合材料的性能与应用[期刊论文]-汽车零部件 2012(6)
本文链接：/Periodical_blxw201101003.aspx。