长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的力学性能研究

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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

ｃｍｐｓｔｏｍｐｓｔｓｏｏｉｃｅｏｉｅ
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
Ｔｅｓｕｙｏｈｔｒｃｎｒｐｒｉｓｏｌｓｆｒｎａｃｄ｜ｏｙｒｐｌｎｈｔｄｎｔｅｉｅｆｅａｄｐｏｅｔｆａｉｅｅｈｎｅｎａｅｇｓｂｐｌｐｏｙｅｅ
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。

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：０１０ —８２１ —７１
树脂机械研究所；注塑机：Ｓ０５Ｓ型，Ｐ４ＥＡＥ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ＰＰ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
１３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ＧＦ增强ＰＰ材料进行疲
式会社；
电子万能拉伸实验机：Ｇ１Ａ７０型，日本岛津公
７４
工程塑料应用
２１０１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

玻纤增强聚丙烯复合材料性能研究

40Vol.36 No.8 (Sum.196)Aug 2008理论与研究文章编号：1005-3360（2008）08-0040-05摘　要 :研究了玻纤（GF ）、SEBS 和聚丙烯接枝马来酸酐（PP-g-MAH ）用量对GF 增强聚丙烯复合材料性能的影响，以及PP/GF （65/35）、PP-g-MAH /PP/GF （15/65/35）的微观形态。

结果表明：随着GF 用量的增加，复合材料的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量增加，断裂伸长率降低，冲击强度先减小后增大，PP/GF 复合材料断面呈脆性断裂；在PP/GF 中添加增韧剂SEBS 可以提高复合材料的冲击强度，但拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度和弯曲模量均减小；在PP/GF 中添加增容剂PP-g-MAH ，可使其拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度、弯曲模量和冲击强度均得到提高，当PP-g-MAH/PP/GF 为15/65/35时，复合材料性能优异，材料断面呈韧性断裂。

玻纤增强聚丙烯复合材料性能研究Study on Properties of Glass Fiber Reinforced PolypropyleneComposite聚丙烯（PP ）具有良好的性能，且密度小，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。

然而PP 的成型收缩率大，对缺口十分敏感，低温易开裂，冲击性能差，限制了其在一些场合的应用。

为了改善PP 的性能，进一步扩大PP 的使用范围，本文通过玻纤（GF ）、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SEBS ）和聚丙烯接枝马来酸酐（PP-g-MAH ）对PP 的改性研究，制得了性能优异的GF 增强PP 复合材料。

1 实验部分1.1 主要原料2008年 8月第36卷第8期（总第196期）玻纤增强聚丙烯复合材料性能研究聚丙烯（PP），K8303，北京燕山石化公司；玻纤（GF），ER-12-988，浙江桐乡巨石集团公司；聚丙烯接枝马来酸酐（PP-g-MAH），接枝率0.7%，熔体流动速率12g/10min，南京聚隆化学公司；SEBS，HY-502，巴陵石化有限公司。

长玻纤增强聚丙烯复合材料的制备及力学性能

工程塑料应用ENGINEERING PLASTICS APPLICATION第49卷，第3期2021年3月V ol.49，No.3Mar. 202142doi:10.3969/j.issn.1001-3539.2021.03.008长玻纤增强聚丙烯复合材料的制备及力学性能刘琳，黄诚珑(同济大学材料科学与工程学院，上海　200092)摘要：使用熔融浸渍法制备了长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料(LFTPP–G)，研究了不同纤维含量、不同牵引速度及不同相容剂马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)添加量对复合材料力学性能的影响。

结果表明，玻璃纤维在复合材料体系中起增强增韧作用，复合材料力学性能随纤维含量增加而升高；提高牵引速度可以提高生产效率，但复合材料的力学性能及纤维分散性能随之降低；相容剂PP-g-MAH 的加入改善了玻璃纤维与树脂的界面结合。

当使用自制的浸渍装置且玻璃纤维质量分数为50%、牵引速度为30 m ／min 、相容剂PP-g-MAH 质量分数2%时，制得LFTPP–G 具有较好的综合力学性能，其缺口冲击强度相较于纯聚丙烯树脂提高了1 323%。

关键词：长玻纤增强聚丙烯复合材料；力学性能；纤维分散；界面结合中图分类号：TQ327.1 文献标识码：A 文章编号：1001-3539(2021)03-0042-05Preparation and Mechanical Properties of Long Glass Fiber Reinforced Polypropylene CompositeLiu Lin ， Huang Chenglong(School of Material Science and Engineering ， Tongji University ， Shanghai 200092， China)Abstract ：By using melt impregnation method ，long glass fiber reinforced polypropylene composite (LFTPP–G) was prepared. The effects of glass fiber content ，pulling speed and compatibilizer PP-g-MAH content on the mechanical properties were investi-gated. The results show that ，glass fiber reinforces and toughens the composite and improves the mechanical properties of LFTPP–G when fiber content increases. Increasing pulling speed can improve the production efficiency but the mechanical properties and fiber dispersion drop along with the speed increases. PP-g-MAH improves the interfacial bonding between the resin martix and glass fiber. When the self-developed impregnation die is used ，the glass fiber content is 50wt%，the pulling speed is 30 m ／min ，the PP-g-MAH content is 2wt%，the comprehensive mechanical properties of LFTPP–G show the best ，comparing with neat polypropylene resin ，its notched impact strength is improved by 1 323%.Keywords ：long glass fiber reinforced polypropylene composite ；mechanical property ；fiber dispersion ；interfacial bonding长玻璃纤维(玻纤)增强聚丙烯复合材料(LFTPP–G)[1]熔融浸渍工艺是一种将长玻纤经由特制的树脂浸渍装置充分展开，并与熔融聚丙烯充分浸渍，最后经水槽冷却、牵引、切粒的聚烯烃类热塑性复合材料生产工艺[2]。

玻璃纤维增强聚丙烯基叠层复合材料的力学性能

玻璃纤维增强聚丙烯基叠层复合材料的力学性能
申文轲;潘利剑;王岩;孙金贵
【期刊名称】《合成纤维》
【年(卷),期】2024(53)2
【摘要】玻璃纤维增强聚丙烯复合材料(GRPP)具备优异的刚性,但韧性较差;而聚
丙烯(PP)的韧性好,在机械外力作用下不易损伤变形。

把PP和自增强聚丙烯(SRPP)两种材料分别用作夹芯结构,GRPP用作蒙皮结构,采用真空袋压工艺制备“三明治”叠层复合材料。

利用万能试验机等设备测试夹芯同厚度占比下GRPP/PP和GRPP/SRPP两种复合材料的拉伸性能、弯曲性能和层间剪切性能。

试验结果表明,全PP材料的引入增强了GRPP的整体韧性,但都会损伤GRPP的原有刚性。

同厚
度占比下,SRPP对GRPP拉伸模量的保留率比PP高15%;SRPP对GRPP弯曲模
量的保留率比PP高5%;但GRPP/SRPP的层间剪切强度(13 MPa)低于GRPP/PP
的层间剪切强度(17 MPa)。

【总页数】6页(P61-66)
【作者】申文轲;潘利剑;王岩;孙金贵
【作者单位】东华大学纺织学院;东华大学民用航空复合材料协同创新中心
【正文语种】中文
【中图分类】TQ325.14;TB332
【相关文献】
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Ａｂｔａｔｎｔｉｐｐｒｏｇｇａｓｂｒｓｒａｈ（ＰＰ —’ ＨＬＦｅｎｏｃｄｐｌｒｐｌｅｓｒｃ：Ｉｓａｅ，ｌｎｌｅｔｂｔｈｓｆｉｍａｅｃＰ／ＰｇＭＡ／Ｇ）ｒｉｆｅｏｐｏｙｎｒｙｅｃｍｏｉｓ（Ｇ／ＰｗｒｐｅａｅｉｍｌｉｆｔｔｎｐｏｅｓｎｌＧ／ＰｃｍｏｉｓｓｈａｅｏｐｓｅＬＦＰ）ｅｅｒｐｒｄｖａｅｔｎｌａｏｒｃｓ，ａｄａｓＳＦＰｏｐｓｅｅｓｍｔｉｒｉｏｔａｔ
第４０卷第６期
２１０２年６月
塑料工业
ＣＨＩＮＡＰＬＡＳＣＳＩＴＩＮＤＵＳＴＲＹ・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
（．贵州大学材料与冶金学院，贵州贵阳５００；１５０３２．国家复合改性聚合物材料工程技术研究中心，贵州贵阳５０１）５０４
ｇｎ２４）ｏｅｈｎｃｌｒｐｒｅｆｌｇｆｅｅｆｃｄｐｌｐｏｙｎａｎｅｔａｄＴｅｃｎｅｔ（ＥＭＺｎｍｃａｉａｐｏｅｔｓｏｎｂｒｒｉｏｅｏｒｐｌｅｗｓｉｖｓｇｔ．ｈｏ — ｉｏｉｎｒｙｅｉｅ
ｇｎ２４）ｗｒｒｐｔｕｅｍｅｈｎｃｌｒｐｒｅｆＧ／Ｐ，ａｄＳＭｓｏｅａｔｅｉｅｆｃｅｔ（ＥＭＺｅｅｐｏｉｏｓｏｔｃａｉｏｅｉｓＦＰｉｔｈａｐｔｏＬｎＥｈｗｄｔｔｈｔｒｅｈｎａ
摘要：采用熔体浸渍技术制备了长玻璃纤维母料（Ｇ／ＰｇＭＡ／Ｐ）增强聚丙烯（Ｐ复合材料（Ｇ／ＬＦＰ —— ＨＰＰ）ＬＦ
Ｐ）Ｐ。通过双螺杆挤出机制备了同等配比的短玻纤增强聚丙烯（Ｇ／Ｐ复合材料。研究了ＬＦ含量、环氧树脂ＳＦＰ）Ｇ（ＰＥ）和固化剂（ＥＭＺ对ＬＦＰ２４）Ｇ／Ｐ复合材料的力学性能影响。结果表明：当ＬＦ质量分数为３％～４％时，Ｇ５０ＬＦＰＧ／Ｐ的综合力学性能最好，且明显优于同样组成的ＳＦＰＧ／Ｐ复合材料。ＥＰ和含固化剂（ＥＭ）的Ｅ２４ＺＰ对ＬＦＰＧ／Ｐ复合材料的力学性能提高有一定的作用。ＳＭ照片分析表明：ＥＥＰ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
ｐｅｅｉｅｍｅｈａｉａｒｐｒｉｓｏｒｈｎｓｖｃｎｃｌｐｏｅｔｅｆＬＧＦＰｏｏｉｓｗａｈｅｔｗｈｅｈＧＦｃｎｅｔｗａ５％－０％，／ＰｃｍｐｓｔｓｔｅｂｓｅｎｔｅＬｏｔｎｓ３４
２ａｏａＥｇｅｒｇＲｓａｃｅｔｒｏｐｕｄｎｎｏｉｃｔｎｏＰｌｒｔｉｓｕａｇ５０４ｈｎ）．ＮｔｎｌｎｉｅｎｅｅｒｈＣｎｒｏｍｏｎｉａｄＭｄｆａｏｆｏｍｅｃＭａｒｌ，Ｇｉｎ０１，ＣｉｉｎｉｅｆＣｇｉｉｙｉｅａｙ５ａ
ｒｉｂｉ—ｃｗｅｔｄｒａｐｅａｄＩｆｅｃｆｈｂｒｏｔｔｎｐｘｓ（Ｐａｄｃｒｇ — ａｏｙｔｎｓｒｘｕｅｓｒｐｒ．ｎｕｎｅｏｅｅｎｎｄｅｏｙｒｉＥ）ｎｕｉｔｗｅｒｗｅｌｔｆｃｅａｉｅｎｎａ
ａｄｗａｌｏｓｇｆｃｎｌｅｔｒｔａｎｓａｓｉｎｉａｔｙｂｔｅｈｎＳＧＦ／ｏｉＰＰｃｍｐｏｉｅ．Ｅｐｏｙｒｓｎａｄｅｏｙｒｓｎｃｎａｎｎｕｉｇａｓｔｓｘｅｉｎｐｘｅｉｏｔｉｉｇｃｒｎ —
中图分类号：Ｔ３５１４Ｑ２．文献标识码：Ａ文章编号：１０５７（０２６— ０７— ４０５— ７０２１）００３０
ＭｅｈｎｃｌＰｒｐｒｉｓＳｕｄｎＬｏａｓＦｉｒＲｅｎｆｒｅｃａｉａｏｅｔｅｔｙｏｎｇＧｌｓｂｅｉｏｃｄＰＰｍｐｓｔＣｏｏｉｅ
ＹＡＮＧＳｉｕｈ — ｎ一，ＬＡＮＧＳａｒＩｈｎ一，ＬＯＺｕ一，ＷＵＸｉｏｙＵｈａ－ｕ一，ＹＵＪｅｉ
（．Ｃｌｇｆａｅａｎｔｌｒ，Ｇｉｏｎｖｒｔ，Ｇｉａｇ５０３ｈｎ；１ｏｌｅｏｔｒｌａｄＭｅｌｇｅＭｉｓａｕｙｕｚｕＵｉｓｙｕｙｎ００，Ｃｉｈｅｉ５ａ