汽车用黄麻纤维增强聚丙烯复合材料的制备及性能研究

发布时间：2017-11-14 15:23

  本文关键词：汽车用黄麻纤维增强聚丙烯复合材料的制备及性能研究

  更多相关文章： 黄麻纤维 聚磷酸铵(APP) 可膨胀石墨(EG) 阻燃性能 机械性能

【摘要】：麻纤维复合材料由于其密度低、可降解、低成本、环境友好而广泛应用于汽车工业各个方面,尤其是汽车内饰零部件。但麻纤维复合材料自身易燃,为了扩大其应用范围,需要对麻纤维复合材料进行阻燃处理和力学性能改良。本论文主要研究内容如下:1.制备了黄麻纤维(JF)/聚丙烯(PP)复合材料、JF/玄武岩纤维(BF)/PP复合材料、JF/芳纶纤维(AF)/PP复合材料以及表面增强型JF/PP复合材料。深入研究了麻纤维复合毡的面密度、成毡工艺等对复合材料力学性能的影响。随麻纤维复合毡面密度的增加,复合材料力学性能也随之增强,但弯曲强度的增强程度最高。机械铺网的纤维毡均匀程度高,因而其具有更高的力学性能。内部增强纤维BF和AF的加入降低了纤维与PP基体间的粘接性,复合材料力学性能出现不同程度的下降,而表面喷洒PP粉末显著提高了复合材料的力学性能。2.采用表面增强工艺,将阻燃剂聚磷酸铵(APP)与PP粉末共混后喷洒于麻毡表面,制备了表面阻燃型麻纤维复合材料。与阻燃液预浸整理工艺相比,表面撒粉阻燃工艺具有更高的阻燃效率,极限氧指数(LOI)达到了日本JISD 1201-77标准的难燃第三等级,700℃时复合材料的残炭率显著提高,弯曲强度和拉伸强度分别提高了82%和56%。通过对黄麻纤维的热性能和复合材料的残炭结构分析,阻燃剂APP热分解产物可促进黄麻纤维复合材料成炭,并释放不可燃气体,而表面喷洒阻燃剂工艺可在复合材料表面形成耐热、致密的保护炭层,隔绝氧气和热量,从而更有效地提高了复合材料的阻燃性能。3.通过可膨胀石墨(EG)与APP复配使用进一步提高麻纤维复合材料的阻燃性能。黄麻纤维复合材料的LOI达到了日本JISD 1201-77标准的难燃第二等级,水平燃烧达到了自熄水平,700℃时的残炭率显著提高,同时具有优良的力学性能。通过对复合材料残炭形貌和成分的分析,燃烧初期EG膨胀产生大量热稳定的蠕虫状炭层,随后APP分解产生高粘度磷酸,提高了炭层间的相互粘接,形成隔氧隔热的保护层,减缓了阻燃剂的进一步分解,并抑制了复合材料的继续燃烧。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB332

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本文编号：1185956