玻纤增强聚丙烯复合材料研究进展
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。
长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的制备与研究
ＬＧＦＲＰＰ复合材料成型工艺…………………………………………………………１９ ３．２．２ ＬＧＦＲＰＰ制备工艺路线………………………………………………………………１９ ３．２．１ ３．２实验部分…………………………………………………………………………………１９ ３．１引言……………………………………………………………………………………．１９ 第３章ＬＧＦＲＰＰ复合材料的制备及相容剂对ＬＧＦＲＰＰ性能的影响……１９ ２．４本章小结………………………………………………………………………………．１７ ２．３．３压延机对ＬＧＦＲＰＰ复合材料的影响………………………………………………一１６ ２．３．２玻璃纤维对ＬＧＦＲＰＰ复合材料力学性能的影响…………………………………．．１４ ２．３．１转速对玻璃纤维的影响………………………………………………………………１１ ２．３实验结果和讨论………………………………………………………………………．．１１ ２．２．５实验测试方法…………………………………………………………………………．９ ＬＧＦＲＰＰ实验样条的制备……………………………………………………………．９ ２．２．４ ２．２．３实验原料和设备………………………………………………………………………．８ ＬＧＦＲＰＰ复合材料成型工艺…………………………………………………………．．８ ２．２．２ ＬＧＦＲＰＰ制备工艺路线…………………………………………………………．．．…．．７ ２．２．１ ２．２实验部分…………………………………………………………………………………７ ２．１引言………………………………………………………………………………………７ 第２章ＬＧＦＲＰＰ的制备及对玻璃纤维和性能的影响………………………７ １．３．２主要创新点……………………………………………………………………………．．６ １．３．１研究内容………………………………………………………………………………．．５ １．３本文研究内容及创新点…………………………………………………………………５ １．２．６生产工艺的影响………………………………………………………………………５ １．２．５玻璃纤维的影响………………………………………………………………………．４ １．２．４偶联剂改性玻璃纤维…………………………………………………………………３ １．２．３其他助剂改性聚丙烯…………………………………………………………………．３ １．２．２增韧材料改性聚丙烯…………………………………………………………………３ １．２．１功能化官能团改性聚丙烯…………………………．…………………………………．２ １．２长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的研究现状…………………………………………２ Ｉ．１．２长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料……………………………………………………２ １．１．１长纤维增强热塑性复合材料（ＬＦＴ）………………………………………………．１ １．１课题研究背景……………………………………………………………………………１ 第ｌ章前言……………………………………………………………．…………１ 目录 第ⅡＩ页 华东理工大学硕士学位论文
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界面结晶行为
玻璃纤维增强聚丙烯复合材料热行为研究摘要本文通过应用DSC方法研究了玻璃纤维增强聚丙烯复合体系结晶热行为，并做了短玻璃纤维增强PP和玻璃纤维毡增强PP的热行为对比研究。
结果表明：玻璃纤维的引入改变了聚丙烯的结晶温度和结晶度，对聚丙烯的结晶有成核作用，短玻璃纤维的成核作用强于玻璃纤维毡。
关键词聚丙烯玻璃纤维等温结晶非等温结晶热行为引言热塑性树脂的复合材料具有容易成型、可回收等许多优点，随着环保意识的增强，该材料越来越受到人们的关注。
玻璃纤维(GF)增强热塑性复合材料具有抗损伤能力强、断裂延仲率高、断裂韧性好、成本低等优点，尤其是用中长GF与聚丙烯 (PP)微粒，通过成毡工艺将GF和PP混合制成GMT一PP( Glass Mat Reinforced Polypropylene)片毡，将这种片毡材料经过预热后模压或冲压成型，冷却后脱模得到的复合材料制晶，被大量应用于众多领域。
其优点为：（1) GF 和PP是价格低廉的材料；（2) PP密度低、韧性好、阻尼性好；(3)PP可一次加工回收再利用，不污染环境；( 4)成型工艺过程简单，成型周期短。
但是PP是半结晶非极性的聚合物，其分子链不具备高反应活性的极性基团，与GF复合后界面强度低，影响GMT - PP综合性能的发挥。
PP表面经接枝改性，可以提高PP 表面的极性，增强PP与GF的界面结合力。
结晶形态及结晶度直接影响高分子材料的性能，控制结晶度及结晶形态是控制材料性能的有效措施。
对于玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，由于纤维的引入，基体聚丙烯的结晶过程变得复杂，本文对SFT和GMT分别进行结晶行为研究，探讨玻璃纤维的引入及形式对基体聚丙烯结晶行为的影响。
一、实验部分1原材料聚丙烯(PP) ， Y 1600，上海石化塑料厂；接枝马来酸酚的改性聚丙烯(MAH-P)，自制；短切玻璃纤维(S-F)，欧文斯平-宁公司；玻璃纤维毡(M-GF)，南京玻璃纤维研究院；各种助剂，工业晶。
玻纤增强聚丙烯复合材料研究进展
工 程 塑 料 应 用ENGINEERING PLASTICS APPLICATION第47卷，第11期2019年11月V ol.47，No.11Nov. 2019139doi:10.3969/j.issn.1001-3539.2019.11.025玻纤增强聚丙烯复合材料研究进展万炳甲1，王明义1，2[1.华东理工大学机械与动力工程学院，上海 200237； 2.聚威工程塑料(上海)有限公司，上海 201612]摘要：综述了近年来国内外聚丙烯／玻璃纤维(PP ／GF)复合材料的研究进展，重点分析了加工工艺、GF 含量、GF 长度及材料界面结合性对PP ／GF 复合材料力学性能的影响。
通过优化加工工艺、确定GF 最佳添加量、提高GF 残留长度并改善PP 与GF 间的相容性可有效提高PP ／GF 复合材料的力学性能。
最后，对PP ／GF 复合材料的应用前景及发展方向进行了展望。
关键词：玻璃纤维；聚丙烯；加工工艺；界面结合；力学性能中图分类号：TQ325.2 文献标识码：A 文章编号：1001-3539(2019)11-0139-05Research Progress of Glass Fiber Reinforced Polypropylene CompositesWan Bingjia 1， Wang Mingyi 1，2[1. School of Mechanical and Power Engineering ， East China University of Science and Technology ， Shanghai 200237， China ；2. Polystar Engineering Plastics (Shanghai) Co.， Ltd.， Shanghai 201612， China]Abstract ：The research progress of polypropylene ／glass fiber (PP ／GF) composites at home and abroad in recent years was reviewed. The effects of processing technology ，GF content ，GF length and interfacial bonding on the mechanical properties of PP ／GF composites were emphatically analyzed. The comprehensive properties of PP ／GF composites can be effectively improved by op-timizing the processing parameters ，determining the optimum content of GF ，increasing the residual length of GF and improving the compatibility between PP and GF. In the end ，the application and development direction of PP ／GF composites were prospected.Keywords ：glass fiber ；polypropylene ；processing technology ；interfacial adhesion ；mechanical property 随着汽车制造、电子电器等行业的不断升级，聚丙烯(PP)改性复合材料以其轻量化、高性能等特点，成为当前新型材料研究的热点[1–2]。
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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是一种常见的增强复合材料，通过将玻璃纤
维与聚丙烯树脂相结合，可以获得具有优良力学性能和热稳定性的复合材料。
随着科学技术的快速发展，玻纤增强聚丙烯复合材料的研究也取得了
长足的进展。
接下来，我们将对玻纤增强聚丙烯复合材料的研究进展进行
详细介绍。
首先，随着纳米技术的发展，人们开始研究纳米颗粒对玻纤增强聚丙
烯复合材料性能的影响。
研究发现，添加纳米颗粒可以显著提高复合材料
的力学性能和热稳定性。
例如，添加纳米氧化硅可以提高复合材料的屈服
强度和断裂韧性，而添加纳米氧化铝可以提高复合材料的耐热性能。
此外，纳米颗粒的加入还可以提高复合材料的抗老化性能和耐化学腐蚀性能。
其次，研究人员还对玻纤增强聚丙烯复合材料的界面改性进行了深入
研究。
界面改性是指在玻纤表面涂覆一层化学相容性较强的改性剂，以增
强玻纤与聚丙烯之间的相互作用力，从而提高复合材料的综合性能。
界面
改性一般使用有机硅改性剂，例如环氧硅烷和聚二甲基硅氧烷。
研究发现，界面改性可以显著提高复合材料的力学性能和耐热性能，并且可以减少纤
维的脱粘和断裂现象。
此外，人们还对玻纤增强聚丙烯复合材料的可再生利用进行了研究。
目前，大量的废旧聚丙烯制品被丢弃，导致环境污染和资源浪费。
因此，
研究人员开始研究将废旧聚丙烯制品回收并用于制备玻纤增强聚丙烯复合
材料的方法。
研究发现，回收的废旧聚丙烯制品可以通过适当的处理和改性，制备出具有良好力学性能的复合材料。
这种方法不仅可以有效利用废
旧资源，还可以减少对原材料的需求，达到可持续发展的目标。
综上所述，玻纤增强聚丙烯复合材料的研究在纳米技术的引领下取得了显著的进展，包括纳米颗粒的添加、界面改性和可再生利用等方面。
未来，随着科学技术的不断进步，玻纤增强聚丙烯复合材料的研究将进一步推进，以满足社会对高性能、环保和可持续发展的需求。