长玻璃纤维增强聚碳酸酯/聚对苯二甲酸丁二醇酯复合材料技术的研究

发布时间：2020-12-04 04:17

　　连续长纤维增强热塑性树脂(LFT)是近年来快速发展的一项制备高性能复合材料的技术,本课题采用熔融挤出和熔融浸渍一体化的方法制备了连续长纤维增强聚碳酸酯(PC)/聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)复合材料,并对其热力学性能和微观结构进行了分析与研究。力学性能分析表明经过纤维增强的复合材料其拉伸强度,弯曲强度和模量,冲击强度都得到了非常大的提升,取得这么明显的增强效果是因为经过注塑后的LFT复合材料的纤维残留长度保持在一个较高的水平,远远大于短纤维增强复合材料的纤维残留长度,这样可以充分发挥增强纤维的优势。冲击性能的提高是因为加入玻纤后,纤维的拔出和断裂分散了冲击时因载荷而产生的能量。扫描电子显微镜(SEM)的图像清晰的展现了材料的冲击和拉伸断面上纤维的拔出和断裂现象,而前者占据了主要部分。另外,通过纤维的粗糙表面可以推断出基体和纤维之间良好的粘结性,这样因纤维和基体之间发生剥离现象分散一部分能量从而进一步提高了材料的力学性能。对纤维增强复合材料来说,纤维残留长度是其非常重要的一个指标,本文对不同纤维含量和不同PC/PBT配比的残留长度做了分析,结果显示,LFT复合材料的平均残留长度在2～3 ... 

【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２－２剪滞模型示意齒（ａ）受力前（ｂ）受力后??

ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｗｅｉｇｈｔ?ｒａｔｉｏｓ?ｏｆ?ＰＣ／ＰＢＴ／?ＧＦ??（ａ）ＰＣ／ＰＢＴ＝４０化０，（ｂ）ＰａＰＢＴ＝３０／７０，?（ｃ）ＰＣ／ＰＢＴ＝２０巧０??从图４－９与４－１０中可Ｗ明显的看到ＰＣ，?ＰＢＴ及其合金的玻璃化温度变化，ＰＣ，??ＰＢＴ的玻璃化温度分别在８０，１６１。（：左右。从图４－９中可Ｗ看到，在低于ＰＣ的玻璃??化温度（Ｔｇ）之前，ＰＣ的储能模量高于ＰＢＴ的储能模量，在各自的玻璃化转变温度??之前，ＰＣ与ＰＢＴ的储能模量基本保持不变，并且两者的储能模量大小相差不大，而??在玻璃化转变区域，两者的储能模量迅速降低，如图４－１０所示，ｔａｎＳ达到峰值，并??且ＰＣ／ＰＢＴ合金有两个明显的松弛峰对应着连续相ＰＢＴ和分散相ＰＣ的玻璃化转变温??度，这种现象说明了?ＰＣ与ＰＢＴ两者在热力学上不相容，另外ＰＢＴ的加入，由于两??者不相容或者部分相容，ＰＣ的玻璃化转变湿度向低湿移动。加入了玻璃纤维之后，??材料的储能模量在所有的湿度范围内得到了大幅度的提髙，这种现象在温度低于ＰＢＴ??的玻璃化温度（Ｔｇ）时尤其明显

复合材料受到外界的载荷作用时时，基体会首先承受外界载荷的力，然后通过纤??维与基体之间的界面传递到纤维上，使纤维受力，纤维的各部分受力不均匀，尤其是??纤维中段和端部。如图２－１所示：??了??（ａ）?（ｂ）??围基体中一根纤维受力前后示意图??Ｆｉｇ?２－１．?Ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｆｉｂｅｒ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｍａｔｒｉｘ?ｂｅｆｏｒｅ?ａｎｄ?ａｆｔｅｒ?化ｅ?ｓｔｒｅｓｓ??众所周知，在纤维纵向方向上，纤维的杨氏模量大于树脂的杨氏模量，即Ｅｆ＞?Ｅｍ??（Ｅｆ表示纤维的杨氏模量，表示基体的杨氏模量），当外界载荷在纤维的纵向上作??用时并产生应力，由于基体杨氏模量小于纤维的杨氏模量，基体将要发生的形状改变??大于纤维的形状改变，但是纤维与基体紧密相连，进而限制了基体的纵向变形，那么??这样纤维与基体的界面将产生剪应力和剪应变，因外界载荷产生的应力在两者么间分??配时，剪应力通过界面作用在纤维上，这时，纤维在应力分配中占据大部分，这样基??体因为纤维的加入而得到了増强ＰＳＩ。由于纤维中段部分与端部的应力分布不同，因??此界面处沿纤维方向的剪应力大小也不同


本文编号：2897002