5纤维增强热塑性复合材料的开发与应用

第22卷第l期 2007年3月 合成技术及应用 SYNTHETlC’IECHNOLOGYANDAPPUCA，110N V01．22No．1 Mar．2007 长纤维增强热塑性复合材料的开发与应用 姜润喜 (中国石化仪征化纤股份有限公司技术中心，江苏仪征2儿900) 摘要：长纤维增强热塑性复合材料以其优异的性能成为高分子复合材料研发与应用的热点。笔者综述了长纤维增 强热塑性复合材料的性能特征、研发历史与现状、产品形式与制造技术、应用状况，展望了长纤维增强热塑性复合材料的发 展前景。 关键词：长纤维；增强；热塑性；复合材料 中图分类号：TQ314．262 文献标识码：A 文章编号：1006-334x(2007)ol-0024—05 长纤维增强热塑性复合材料(kngFiberRein． forced强e珊叩lasticCoIIlI)osites，英文缩写LFRTP)是 近年来发展迅速的一类热塑性高分子复合材 料u~2]，它是采用热塑性树脂与长纤维在特定的设 备与工艺条件下充分浸渍制得。常用的热塑性基体 树脂为PP、PA6、PA66、PBT、PET、PEEK、PC等， 增强纤维为玻璃纤维、芳纶纤维、碳纤维、麻纤维等。 由于I耶11P具有优良的力学性能、抗冲击性能、耐 高温性能且容易回收而被广泛应用于汽车制造、航 空航天、化工环保、建筑等行业，成为高分子复合材 料研发与应用的热点领域。 1长纤维增强热塑性复合材料 的性能特征 长纤维增强热塑性复合材料优良的综合性能主 要得益于其材料中纤维的长度与分布，图l为短纤 维增强与长纤维增强热塑性复合材料粒料中纤维长 度与分布示意图。 (a)短纤增强粒料 (b)长纤增强粒科 图l增强热塑性复合材料中纤维的分布 从图l(b)中可以明显看出，长纤维在树脂基体 中沿轴向平行排列和分散，长度均匀统一，树脂充分 浸渍增强纤维。长纤维含量可根据制件 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 较大幅 度从10％至60％调整，通常体积含量高于30％。经 过加工制件后，其纤维长度虽有破坏，但平均长度远 大于短纤增强产品，所以其综合性能优于短纤维增 强复合材料。 长纤维增强热塑性复合材料弥补了热固性复合 材料与短纤维增强热塑性复合材料的不足之处，与 热固性增强复合材料相比有以下几方面突出的优 点[3]：a)基体树脂种类多，可选择性大．b)可热成型， 成型周期短，生产效率高；c)韧性高，耐冲击性能好； d)预浸料保存期限几乎不受限制；e)制品可重复加 工、废旧制品可再生利用；f)产品设计自由度大，可 制成复杂形状、成型适应性广。 与短纤维增强复合材料相比其主要优点有：a) 材料的拉伸强度、抗疲劳性能等均有所提高；b)类 似骨架的纤维结构，增强了制品的抗冲击强度，外观 翘曲性低；c)在高温、高湿环境下仍能保持良好的力 学性能。 表1自行研制玻纤增强PE，r性能指标 表l为自行研制的长玻璃纤维增强PET热塑性 复合材料的性能。表2为国外公司的长、短玻璃纤 维增强PET热塑性复合材料的性能对比。表3为不 收稿日期：2007一02一” 作者简介：姜润喜(1956一)，男，山东聊城人，硕士，教授级高级 工程师，从事聚酯改性结构性能研究和分析测试技术与管理等工作， 已在国内外学术会议及刊物上发表论文20余篇。 万方数据 第l期 姜润喜．长纤维增强热塑性复合材料的开发与应用 25 同长度的Kevlar纤维增强PA6塑料的力学性能(纤 维含量22％)对比。 表2国外公司玻纤增强PET产品性能指标‘4 表3 Kevlar纤维增强PA6塑料的力学性能‘51 注：纤维含量22％。 从表中数据可见，长纤维的增强效果、抗冲击性 能、热变形温度都优于短纤维增强复合材料。对界 面强度相当而纤维长度不同的增强体系而言，纤维 长度越长，纤维与树脂的界面粘结力就越大，树脂所 受的负荷就能更好地传递给纤维，因此复合材料的 强度也就会得到有效提高。从复合材料断口形貌也 可以看出，断口拔出的纤维越长，需要消耗的能量越 多。见图2。 图2长纤增强PET复合材料拉伸断面照片 长纤维增强热塑性复合材料的冲击强度比短纤 维增强材料成倍提高。纤维增强热塑性复合材料吸 收冲击能量主要通过纤维断裂、纤维脱出、树脂变形 断裂3种方式来实现[6，12l，见图3。 纤维脱出 变形(龟裂t空洞，剪切屈服) 图3纤维增强热塑性复合材料吸收冲击能量的主要方式 纤维长度的增加，则纤维拔出需要消耗更多的 开了长纤维增强热塑性复合材料开发应用的序 能量，这有利于冲击强度的提高。另外，纤维端部是 幕∽』。近年来，长纤维增强热塑性塑料(LFRTP)越 裂纹增长的引发点，在同样的纤维含量下，纤维越 来越受到各国重视，尤其围绕长玻璃纤维增强热塑 长，其端部数量越少，填充性能也会得到改善，从而 性塑料的浸润技术、加工成型工艺与应用研究十分 使冲击强度和耐热性能提高，断面情况从sEM照片 活跃。Hawley[8J发明了利用复合口模实现熔体涂覆 中看得更清晰，见图4。 玻纤的方法；Davis等∽J发明了粉末浸渍玻纤技术； 2长纤维增强热塑性复合材料的 研发历史与现状 20世纪60年代初美国开始了熔融法制备长纤 维增强热塑性复合材料片材的工艺研究。上世纪 70年代中期，以Azdel为商品名称的中长玻璃纤维 毡增强聚丙烯的热塑性片材实现了工业化生产，揭 Shobert【10J利用拉挤工艺制造出连续玻纤增强热塑 性塑料棒材；英国wil；ginsTeape公司和法国Aljom捌 公司发明了湿法生产玻璃纤维毡热塑性材料(GMT) 新技术。在解决了长纤维的浸渍问题以后，长纤维 增强热塑性复合材料取得了突破性进展，在航天、航 空、汽车、化工、电子／电器等领域均得到应用。近10 年来，每年均以25％的速度增长，发展速度比热固 万方数据 26 合 成 技 术 及 应 用 第22卷 性复合材料高数倍[11]。长纤维增强热塑性复合材料 正在成为增强塑料行业增长速度最快的产业之一。 图4长纤增强PET复合材料冲击 断面扫描电镜照片 这几年，发达工业国家纷纷进入这一产业方向， 走在前列的是美国、德国、法国、日本等。美国 Ticona公司、LNP公司、杜邦公司、法国saintGobiaIl 公司、日本帝人公司等都推出了长纤维增强热塑性 塑料。长纤维增强PET是美国GE旗下的LNP公司 于2002年开发成功的高性能工程塑料用原料，由于 PET的性能和PA相近，但价格比PA低，希望能在 汽车上代替金属材料实现规模应用。美国Ticona公 司通过国际性的展览会和汽车专业会议，推介开发 成功的含30％、40％或50％长玻纤增强PBT、PP粒 料产品，商品名为“Celst啪”【121；法国saintG0biaIl vetmtex公司也向市场推出长玻纤增强新型PBT配 混料Teintex。Tico彻公司的Celstran粒料，与增强尼 龙配混料有几乎相同的冲击强度、拉伸强度和弯曲 强度，比短纤增强PP的拉伸强度和弯曲强度高100 MPa，冲击强度高10W／矗，冲击强度是短玻纤增强 PBT的3倍，因为celst啪中的玻纤完全沿着粒子长 度方向排列，长约11mm，而传统玻纤增强配混料中 的长度仅为2—锄左右。据Ticona公司介绍，采用合 适的树脂和专有的配混料加工，制品翘曲很小，表面 质量佳，应用目标为汽车机罩下部件和工业部件。 法国vetmtex公司在2002年研发出7IⅥntexPET产 品并推向美国市场【13】，TwintexPET的抗冲性能与 T稍ntexPP相当，应用于制造汽车结构部件，并向运 动和休闲设施等耐疲劳性和刚性要求高的制品及电 子和风车部件制备应用方面拓展。 我国从20世纪80年代后期开始LFRTP的研制 工作，杨卫疆[14]研究了聚丙烯树脂熔融浸渍连续玻 纤毡的工艺与性能的关系，提出了有效浸渍的工艺 路线；高志秋等[”]采用熔体浸渍工艺制备了长玻纤 增强尼龙6预浸料，研究了玻纤初始长度、含量、增 韧剂对复合材料性能的影响；咸贵军[16J等利用自行 研制的玻纤增强聚丙烯预浸装置制备了长玻纤增强 聚丙粒料，研究了模具和注塑工艺对注塑试样拉伸 强度的影响；姜润喜、余木火¨7]等利用自行研制的 浸润装置研究了长玻璃纤维增强PET的浸润技术 与产品的力学性能。近年来，浙江大学、东华大学等 多所大学、航天科技集团等单位都开展了相关内容 的研发工作，上海杰事杰新材料股份公司承担的国 家“十·五”863攻关项目“TPAC长纤PP粒料”，经过 3年的技术攻关，成功解决纤维分散、界面处理等难 题，至2005年底已经建成了3条生产线，达到500t／ a的生产能力。目前国内几家技术力量雄厚的大型 塑料企业也在开发。 3长纤维增强热塑性复合材料的 主要产品形式与生产技术 目前长纤维增强热塑性复合材料主要有增强粒 料与热塑性片材两种产品形式。 3．1增强粒料 长纤维增强粒料产品为短切成一定长度(6～20 姗)的热塑性复合材料粒料，图5为美国Ticona公 司开发的注册商标为“Celstmn”的粒料产品【12』。图6 为粒料截面的sEM照片。其主要应用领域为汽车 部件，如车顶篷板、车门板、扰流板等。 图5长纤粒料 图6长纤维在树脂中的浸润分布 万方数据 第1期 姜润喜．长纤维增强热塑性复合材料的开发与应用 27 目前世界上生产LFRTP有溶液浸渍、熔融浸 渍、粉末浸渍等多种浸渍加工方法¨8l。长纤维增强 热塑性粒料主要采用熔融浸渍拉挤技术，即采用一 种特殊结构的拉挤模头，使纤维束经过这一充满高 压熔体的模头时，反复多次承受交替的变化，促使纤 维和熔体强制性的浸渍，达到理想的浸渍效果，见 图7。 3．2热塑性(GMT)片材 GMT片材按其形状、厚度分有膨松卷材和密实 板材，其厚度为0．5—5．0mm，是一种以热塑性树脂 为基体，长玻璃纤维或玻璃纤维毡为增强材料的复 合材料。GMT片材中的毡有连续纤维毡和短切纤 维毡，连续纤维毡又分单向毡和随机毡。用单向连 续纤维毡制的GMT片材的纵向强度比横向强度高 25％一50％，这种片材适合做长的或平面构件，如 汽车保险杠，可以有效地发挥纵向强度，力学性能优 良，尤其是具有突出的耐冲击性能，且加工周期短， 制品可通过压缩模塑一步成型。 图7熔融浸渍拉挤法制造长纤维 增强热塑性粒料示意 1．基体树脂加入；2．螺杆挤出机；3．纤维，4张力辊； 5．浸润装置；6．冷却槽；7．牵引辊；8．切粒机；9．长纤粒料 采用熔融浸渍法生产纤维增强热塑性复合材料 片材的主要工艺过程见图8[11]：将2层玻璃纤维毡 夹在3层聚丙烯之间，在履带式热压机上热轧，然后 冷却并切割一定长度。该类材料可以在较低的温度 下热成型，成型压力为O．05～O．5MPa，成型时问为 1 rnin，纤维含量可根据不同部件确定。 PP薄膜或熔体 图8熔融浸渍法生产纤维增强热塑性 复合材料片材的主要工艺过程 4长纤维增强热塑性复合材料的 应用领域 长纤维增强热塑性塑料(LFRTP)成为热塑性塑 料市场增长最快的品种，因其质量轻、易于回收重复 利用，在汽车、机械、电子电器、化工、建筑领域中获 得较多应用。 4．1汽车工业领域【12J 汽车轻量化与节能环保成为2l世纪汽车技术 的前沿与热点，以塑代钢成为实现轻量化的主要途 径。u佩’rP的质量只有钢材的四分之一左右，具有 比强度和比刚度高、不生锈、结构整体性强、成本低、 设计自由度大等优势，因此在汽车工业中的应用日 趋增加。用于制作保险杠、仪表板、电池托盘，前端 组件、分电器盒、椅背支撑板、备胎仓、底盘盖板、噪 音隔板、行李仓底板、车门车身板、发动机底座、暖风 机叶轮防护板、行李架等。欧美及日本的许多汽车 厂家已大量使用LFRTP。 4．2机械制造工业领域 传统上由金属材料制造的机械设备，诸如风机、 泵、阀门、制冷机械、起重机械、运输机械、工程机械、 农用机械、塑料加工机械、矿山机械及食品机械中有 很多零部件既要求有一定的刚度和强度，又要求耐 磨、耐腐蚀、减震和降噪等功能。现在可以采用 LF砌、P来制造，以获得更高的性／价比。 4．3电子电气领域 由于uRTP材料具有刚性高、耐热绝缘性好等 优异性能，可广泛应用于电子电气领域，用于制造 仪器仪表、电机及各种电器中的附件，如底盘和支 架、风扇叶片、仪表罩壳、接线盒、开关壳、电视机调 谐器和后盖等部件，既可以减轻自重和提高其可靠 性，又延长其使用寿命。 4．4航空通讯领域[19’20] 美国波音公司在飞机中大量采用碳纤维增强复 合材料。IcI公司利用50％长玻纤增强尼龙66制 造飞机上的阀门，代替了原来使用的酚醛石棉复合 材料，满足了飞机阀门在宽的温度范围内与燃料长 期接触也能保持其性能和形状的要求，另外在通讯 领域制作各种天馈线，如反射面、天线罩等部件。 4．5化工环保领域【21J 化工环保领域多涉及腐蚀性物质。LFRTP因比 强度高、无电化学腐蚀现象、热导率低、保温性能及 电绝缘性能良好、制品内壁光滑、流体阻力小、质量 轻、吊装运输维修方便等特点，被制成槽、罐、容器、 结构件、过滤器件、壳体、防腐管道、电镀槽部件、防 腐地板及印染板框等等，广泛应用于石油、化肥、制 盐、制药、造纸、海水淡化、生物工程、环境工程及金 属电镀等领域。 万方数据 28 合 成 技 术 及 应 用 第22卷 4．6建筑工业领域121j LFRTP能满足建筑材料抗腐蚀、高强度、大批量 生产的要求，可用作门窗构件、地板，天花板等。 目前在建筑工业中使用的复合材料主要采用拉挤成 型工艺制备。混凝土增强用复合材料棒材在美国已 经商品化。这种棒材不腐蚀不导电，质量是钢材的 四分之一，热膨胀系数比钢材更接近混凝土，可以 在海堤、高速公路护栏、房屋地基和桥梁等场合使 用。 5长纤维增强热塑性复合材料的 发展趋势 长纤维增强复合材料研发生产需解决三个方面 的技术。一是浸润设备的设计制造与浸渍工艺，二 是长纤材料的选择和表面处理，三是适合浸润的高 分子聚合物的制备和改性。经过多年的研发，生产 与应用技术日趋成熟。长纤维增强热塑性塑料已成 为热塑性塑料市场增长最快的品种，市场权威认为 长纤维增强聚合物的需求将以每年20％的速度持 续增长。在1999年这类产品的消费量是35kt，2003 年是7kt，到2005年需求量又翻倍，预计未来的5一 lo年将迎来又一个快速增长期。长纤维增强热塑 性复合材料及应用研发已成为一个非常活跃、蓬勃 发展的新领域，其实现方法众多、用途广泛，应用前 景广阔。因此，长纤维增强热塑性复合材料以其优 异的性能，在复合材料工业中发挥出越来越重要的 作用。 参考文献： l【胱WI．Reinforcedpl船tic8andcomposites．1985，6(I)：10 2吴靖．化工进展，1995(2)：l一4 3 noma∞nJL，ⅥugMA．Composite，1996，27：477 4金国珍．工程塑料[M]．北京：化学工业出版社，200l 5杨淑丽．塑料加工与应用。1994(1)：12—20 6苑会林．中国工程塑料复合材料技术研讨会论文集，2005，泰安 7 US．3684645，1969 8 Hawley，RonaldC．USP，4439387．1984 9 SalaG．Co舶posiles，1996，27：387 10Shobert。SamudM，Fish．USP，4154634，1979 ll吕赤炎．玻璃纤维，1997，(2)：27 12王颖．中国车用材料发展及应用论坛，2006，上海 13钱伯章．纤维复合材料，2003，(4)：57 14杨卫疆．纤维复合材料，1999，(3)：17 15高志秋．工程塑料应用．200l，29(7)：2—5 16成贵军等．塑料工业，2000，28(4)：29—3l 17姜润喜等．塑料工业，增刊，2006，290一292 18王秋峰等．纤维复合材料，2006，(2)：43—46 19钱松．化工文摘，2003，(9)31 20杨淑丽．塑料加工与应用，1994，(1)：12～20 2l唐倬等．塑料工业，2003，3l(6)：l一4 Developmentandapplicati伽oflOngfiberreiI渤rced thermoplasticcomposites JiangRuIlxi (蚴，e增ck砒Ⅱf∥6阳∞．，删．，融n池fce瓜er，№增胁呼Ⅱ211900，C九讹) Abs打act：Theresearchanddevelopmentoflongfiberreinforcedthemloplasticcompositeshavebecomethehighlight spotsinthe6eldofpolymercompositesforitsexcellentproperty．Inthisp印er，itschamcteristics，hi$toryaIldstatus0f researchaswellascommercialproducts，manufacturingtechnolog)raTldapplicationhaVebeenintmduced，andapmsperi- tyofdevel叩mentcanbeeXpectedinthefuture． Keywords：longfiber；reinforcement；t|Iemoplastic；composites 万方数据 长纤维增强热塑性复合材料的开发与应用 作者： 姜润喜， Jiang Runxi 作者单位： 中国石化仪征化纤股份有限公司技术中心,江苏,仪征,211900 刊名： 合成技术及应用 英文刊名： SYNTHETIC TECHNOLOGY & APPLICATION 年，卷(期)： 2007，22(1) 引用次数： 1次 参考文献(21条) 1.Lee W I 查看详情 1985(1) 2.吴靖 查看详情 1995(2) 3.Thomason J L.Vlug MA 查看详情 1996 4.金国珍 工程塑料 2001 5.杨淑丽 长纤维增强热塑性塑料加工和应用的新进展[期刊论文]-塑料加工应用 1994(1) 6.苑会林 查看详情 2005 7.查看详情 1969 8.Hawley.Ronald C 查看详情 1984 9.Sala G 查看详情 1996 10.Shobert Samuel M Fish 查看详情 1979 11.吕赤炎 查看详情 1997(2) 12.王颖 中国车用材料发展及应用论坛 2006 13.钱伯章 长纤维增强热塑性塑料[期刊论文]-纤维复合材料 2003(4) 14.杨卫疆 聚丙烯树脂熔融浸渍连续玻璃纤维毡过程的研究[期刊论文]-纤维复合材料 1999(3) 15.高志秋.陶炜.金文兰.张福军.张淑伟 长玻纤增强尼龙6复合材料研究[期刊论文]-工程塑料应用 2001(7) 16.咸贵军.益小苏.卢晓林.潘颐 注塑条件对长玻璃纤维/聚丙烯材料拉伸性能的影响[期刊论文]-塑料工业 2000(4) 17.姜润喜.周洪梅.韩克清.余木火 长玻璃纤维增强PET复合材料的研制[期刊论文]-塑料工业 2006(z1) 18.王秋峰.周晓东.侯静强 长纤维增强热塑性复合材料的浸渍技术与成型工艺[期刊论文]-纤维复合材料 2006(2) 19.阻燃聚碳酸酯[期刊论文]-化工文摘 2003(5) 20.杨淑丽 长纤维增强热塑性塑料加工和应用的新进展[期刊论文]-塑料加工应用 1994(1) 21.唐倬.吴智华.牛艳华.刘志民 连续玻璃纤维增强热塑性塑料成型技术及其应用[期刊论文]-塑料工业 2003(6) 相似文献(10条) 1.学位论文 刘拥华 长纤维毡增强热塑性片材的制备及其应用 2004 预混粉体浸渍法是制备短切长纤维GMT片材的一种新工艺.该文在新工艺优化的基础上,对长纤维增强PP-GMT片材的加工特性进行了研究;以开发建筑 模板为中心,围绕加强筋收缩凹斑的减小,探讨了填料对连续毡增强PP-GMT制品收缩凹斑的影响.首先,对新工艺制得片材的均匀性进行全面分析,研究发现 ,片材性能不均匀是造成制品翘曲的主要原因,而导致片材性能不均匀主要是纤维结团和纤维皱曲;从片材宽度、长度、及厚度方向取样,检测了喷流床内 出料的均衡性和组分均匀度;通过工艺的优化和装置结构的调整,解决了床内纤维结团和纤维皱曲.其次,研究了影响长纤维增强PP-GMT膨化的影响因素,探 讨了长纤维增强PP-GMT膨化的机理;考察了影响长纤维增强PP-GMT的流动性能的影响因素,并测得了其制品最低成型压力;测得了长纤维增强PP-GMT的制品 收缩性能.最后,考察了低收缩基体对改善加强筋收缩凹斑的作用,实验发现:添加低收缩基体PS对改善加强筋凹斑效果不大;研究了碳酸钙、滑石粉、云母 三种填料对改善连续毡增强PP-GMT加强筋凹斑的影响,结果表明:填料的取向和流动性能对改善加强筋凹斑同时起作用,但是,在模压过程中,填料的取向作 用更加明显;探讨了长度和压力对长纤维增强PP-GMT加强筋凹斑的影响. 2.期刊论文 庄辉.刘学习.任璞.李宾.戴干策.ZHUANG Hui.LIU Xue-xi.REN Pu.LI Bin.DAI Gan-ce 长玻纤增强聚 丙烯复合材料的力学性能比较 -塑料工业2007,35(4) 采用自主开发的在线混合设备制备了LFT-PP.研究了LFT-PP中纤维用量对纤维长度的影响,并与短纤维、纤维毡增强聚丙烯复合材料的力学性能进行 了对比.结果发现,LFT-PP中,纤维长度在7～10 mm之间.低纤维用量时,纤维长度基本相同;高纤维用量时,由于纤维/纤维之间的相互作用,纤维长度降低 .与SGF-PP和GMT-PP比较,除了拉伸强度略低于GMT-PP,冲击强度接近于GMT-PP,LFT-PP的其他力学性能如弯曲强度、模量都较好. 3.期刊论文 戚德海.徐永军.沈开亮.程方.Qi Dehai.Xu Yongiun.Shen Kailiang.Cheng Fang 长玻璃纤维增强热塑 性塑料的开发应用 -工程塑料应用2007,35(4) 通过对玻璃纤维(GF)增强聚丙烯(PP)改性、长CF的表面浸润与分散性的研究,开发出与PP相容、充分适应长纤维增强热塑性塑料(LFT)加工要求的专 用无捻粗纱,并通过长纤维造粒技术和注塑工艺制备性能优良的制品,其力学性能明显优于短GF增强PP.最后介绍了长GF增强热塑性塑料的应用前景. 4.学位论文 高月静 玻璃纤维增强酚醛注塑塑料的研究 1997 玻璃纤维增强酚醛注塑塑料(GFI)不仅具备玻纤增强酚醛塑料突出的机械强度,耐热性能,电绝缘性能,耐磨性能和尺寸稳定性能等使用性能,而且具有 热固性注塑成型技术生产效率高,劳动强度低,自动化程度高等优点,因而成为机械、汽车、家电、国防等工业部门现代化大规模生产所迫需要的材料.但 是,GFI存在成型工艺性差,注塑成型造成玻璃纤维损伤因而降低注塑制品力学性能等缺点.GFI在中国尚未得到推广应用.该文针对这一现状,在改善GFI的 成型工艺性能和提高注塑制品力学性能方面进行了研究,在探索合成了无排污酚醛树脂的基础上,对GFI进行了增流,增韧,增强研究,实现了非连续长纤维 增强酚醛注塑料的中试生产,获得了兼具优良成型工艺性能和物理力学性能的GFI.通过注塑机、注塑模具、注塑成型工艺的协调配合,实现了GFI的注塑成 型,并用于制造汽车电机绝缘制品. 5.期刊论文 李华.陶杰武.Li Hua.Tao Jiewu 长玻璃纤维增强热塑性复合材料研究 -工程塑料应用2009,37(2) 分别制备了长玻璃纤维(LGF)、短玻璃纤维(SGF)增强聚苯硫醚(PPS)、聚酰胺(PA)6复合材料,研究了基体树脂粘度、口模类型、GF类型及喂料速度对 复合材料力学性能、热性能的影响,利用扫描电子显微镜观察了注塑试样断面形貌及LGF在树脂基体中的分布状态.结果表明,基体树脂的粘度越大,对复合 材料的力学性能影响越大;在相同GF含量下,LGF增强PPS、PA6复合材料的热变形温度普遍高于SGF增强PPS、PA6复合材料;LGF增强复合材料抵御裂纹开裂 的能力提高. 6.学位论文 杨大鹏 长纤维MMC微观力学模型与性能评价 2002 金属基复合材料是一种多相体材料，包括基体，增强或增韧相，界面相等.金属基复合材料的微观力学模型可抽象为层板模型，同心圆柱模型，回字 形模型，外方内圆模型，外圆内方模型五大模型.就弹性与非弹性性质而言，复合材料是本性不均匀的.该文已经概括构造出作为分析和研究更为复杂的 金属基连续纤维复合材料的基石的五种模型，同时分别就此五大基本力学模型进行定量计算，求解出其轴向刚度，横向刚度，切变模量，泊桑比等力学 性能.金属基连续纤维复合材料在拉伸及压缩时通常表现为非对称性，受载过程中增强相常保持弹性状态，于是基体的塑性流变机制的研究尤为重要.该 文改进并深化了Eshelby方法，将其用来模拟MMC，建立了长纤维MMC的塑性流变机制与模型.长纤维复合材料的断裂失效是复杂的损伤演化过程.该文已建 立长纤维MMC断裂失效模型，以及长纤维MMC层叠板的损伤模型.在复合材料中，界面的作用非常重要.该文在各章中都不同程度地涉及到界面应力变应的 分析，并结合具体材料实例对长纤维MMC的力学性能进行了系统的评价.在微观层次上，复合材料作为由两种或多种组分构成的宏观非均匀材料可用适当 的具有某种周期分布的微结构材料表示.该文已建立用于求解长纤维MMC层合板脱层损伤应力值的有限差分模型.基于上述的各种力学模型及MMC性能的评 价，长纤维MMC的可设计性将进一步提高. 7.会议论文 方鲲.曹传宝.朱鹤孙.白树林 高性能长纤维增强热塑性塑料研究与应用进展 2007 综述近年来长纤维增强热塑性(LFRT)塑料的研究与开发进展,分别从发展经历、分类、结构特点、制备方法、增强树脂、增强纤维、性能优势、成型 加工、应用和技术发展等方面进行了介绍,并提出了未来的发展趋势. 8.期刊论文 曾天卷.ZENG Tianjuan 玻璃纤维增强热塑性塑料——短纤维粒料和长纤维粒料 -玻璃纤维2008(4) 介绍了玻璃纤维复合材料及玻璃纤维增强热塑性塑料的发展,玻璃纤维增强热塑性塑料基材性能、纤维增强材料性能、界面状态、模具结构及注塑工 艺等性能影响因素,短纤维粒料、长纤维粒料主要生产方法及特点.分析了短纤维粒料与长纤维粒料结构和性能,与长纤维粒料生产技术关键,概述了玻纤 预热及特殊切粒机. 9.学位论文 咸贵军 连续/长玻璃纤维增强聚丙烯与尼龙6复合材料的制备及其结构、性能研究 2001 该文的研究目的是设计先进的浸渍装置,加工、装配用于制备连续纤维束增强热塑性树脂奉预浸带的熔融浸渍装置;探索和优化浸渍过程,深刻理解浸 渍过程中的工艺和技术问题;同时设计、制造用于制备长纤维粒料的拉挤口模,在此基础上,开发新的连续/长纤维增强热塑性树脂基复合材料.为此,该文 设计、制造了一套熔融浸渍装置和一套拉挤装置,以玻璃纤维(GF)或碳纤维(CF)增强聚丙烯(PP)和尼龙6(PA6)为对象,在优化工艺的基础上,制备出具有工 业示范性的预浸带与长纤维粒料.同时,考察了连续/长GF增强PP、PA6复合材料的加工工艺及其结构与性能间的关系.该文所开发的系列连续/长纤维(GF或 CF)增强PP、PA6基复合材料,其性能均达到或超过国外同类产品.其中,长GF增强PP高性能复合材料已通过锦州石化公司验收.该工作的主要成果体现在 :1.建成一台热塑性树脂熔融浸渍连续纤维束预浸带的技术样机,可以熔融浸渍连续纤维,也可以制备长纤维粒料.既可用于工艺研究和数学,也可用于设备 放大.2.在国内首次制备出PP长纤维粒料,基本性能达到国外同类产品的水平.3.发明了预浸材料的退火处理方法,可以明显提高材料的性能.该技术已申报 国家发明专利"长纤维增强热塑性复合材料退火处理方法",并已以开.4.系统研究了长纤维粒料模拟典型注塑件的工艺-结构-性能的关系,为长纤维粒料的 推广应用提供了基础数据. 10.期刊论文 张昉.齐静.陈鹏柱.ZHANG Fang.QI Jing.CHEN Peng-zhu 聚丙烯长纤维混凝土的抗弯曲韧性试验研究 -山西建筑2009,35(7) 对不同组纤维混凝土梁进行弯曲韧性试验研究,结果表明,掺加任何类型的纤维均可以提高混凝土的弯曲韧性;聚丙烯长纤维不论是单掺还是与钢纤维 混掺,其掺量为5 kg/m3时,混凝土的弯曲韧性性能提高最大,并且其弯曲韧性增强效果表现出正的混杂效应. 引证文献(1条) 1.吕召胜.耿东森.章玉斋 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) 本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_hcjsjyy200701007.aspx 下载时间：2010年2月7日