PP/a-PA66原位成纤复合材料弯曲力学行为的有限元模拟
发布时间：2021-06-24 01:41
利用"后期增容"技术制备了聚丙烯/活性尼龙66（PP/a-PA66）原位成纤复合材料,建立了复合材料的有限元模型,求解发现,该模型可以较好地模拟实际材料的弯曲性能。弯曲载荷作用下,与不添加增容剂的PP/PA66,直接将PP、PA66、反应性增容剂（SCRC）熔融共混-热拉伸制备的PP/PA66/SCRC相比,PP/a-PA66的弯曲性能最优。这是由于PP/a-PA66原位成纤复合材料中具有强界面结合的形态结构,PA66异形微纤能够起到增强基体PP的作用。
【文章来源】：塑料科技. 2017,45(06)北大核心
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
试样在1mm挠度时的应力分布图
432017年6月第45卷第6期（总第302期）PP/a-PA66原位成纤复合材料弯曲力学行为的有限元模拟(a)PP(b)PP/PA66(c)PP/PA66/SCRC(d)PP/a-PA66▲▲图2试样在6.54mm挠度时的应力分布图Fig.2Stressdistributionofthespecimenat6.54mmdeflection▲▲表2PP及原位成纤复合材料分别在1mm和6.54mm挠度时的弯曲应力Tab.2BendingstressofPPandinsitucompositesat1mmand6.54mmdeflection弯曲应力(1mm)/MPa弯曲应力(6.54mm)/MPa纯PP11.6876.34PP/PA667.7950.93PP/PA66/SCRC9.0158.94PP/a-PA6614.3493.76PP/PA66的弯曲应力低于纯PP，其原因在于弯曲性能是低应力和小形变条件下的力学性能，PP/PA66中热力学不相容的PP基体和PA66分散相之间可能会发生比较大的相对滑移，PA66微纤并没有起到一定承担外力的作用。在PP/PA66/SCRC中，PA66在PP中以球状或椭球状粒子存在[1]，该类材料类似于刚性粒子增韧塑料。在弯曲作用下，PA66颗粒与PP界面由于SCRC的添加有一定的界面结合，PA66能起到一定的增强作用，使得弯曲性能优于PP/PA66。而对于PP/a-PA66的弯曲性能，不仅优于纯PP，并且优于PP/PA66和PP/PA66/SCRC，其原因在于，自制的特殊结构的反应性增容剂(SCRC)可以在PA66形成微纤的过程中受体系能效应和熵效应的驱使自组装于界面区，致使PP/a-PA66原位成纤复合材料形成微纤异形化、强结合适度柔性界面的形态结构，即称之为“后期增容”的技术[1]。这与传统增容技术，即增容剂直接与PP、PA66共混，在PA66形成微纤之前增容剂就发挥增容作用存在根本的不同。传统增容技术对PA66的“乳化”会阻碍PA66形成微纤，HuangWY等[9]研究的PP/PA66/PP-g-马来酸酐（MAH）和FakirovS等[10]研究的PP/PET/PP-g-MAH原位成纤复合材料体系中都证实
跫?⒃睾纱笮〔⒒?滞?瘛Ｔ?束条件包括在长方体左右两侧的下方设置FixedSupport约束，模拟实验下方的两个支撑；以及在长方体中心正上方设置Displacement约束，模拟实验中向下方进行加载的压头。▲▲表1PP及原位成纤复合材料的性能指标Tab.1PropertiesofPPandinsitucomposites拉伸模量/GPa泊松比剪切模量/GPaPP1.990.06570.93PP/PA661.720.06570.81PP/PA66/SCRC2.580.06571.21PP/a-PA663.170.06571.49由于篇幅有限，本文仅列出了PP、PP/PA66、PP/PA66/SCRC、PP/a-PA66在挠度分别为1mm和6.5mm时的应力分布图（图1和图2）和弯曲应力值（表2）。结果发现，PP/a-PA66原位成纤复合材料的弯曲性能不仅优于纯PP，而且优于其他两种原位成纤复合材料PP/PA66/SCRC和PP/PA66。(a)PP(b)PP/PA66(c)PP/PA66/SCRC(d)PP/a-PA66▲▲图1试样在1mm挠度时的应力分布图Fig.1Stressdistributionofthespecimenat1mmdeflection
【参考文献】：
期刊论文
[1]原位成纤增强POE弹性体的制备[J]. 刘渝,黄安荣,孙静,韦良强,罗筑,秦舒浩. 塑料. 2014(06)
[2]接枝架桥剂配比对PP/a-PA66原位成纤复合材料形态结构和力学性能的影响[J]. 程龄贺,李贵勋,管众,王经武. 高分子材料科学与工程. 2012(06)
[3]增容作用对PET在PP中原位成纤及增强效果的影响[J]. 侯静强,周晓东,周雷行,王秋峰. 塑料科技. 2006(03)
[4]聚丙烯/纳米蒙脱土复合材料的超声研究[J]. 徐进,胡建恺,张谦琳,潘志云,阳明书,杨红伟,张送根. 声学技术. 2001(01)
[5]新型热塑性弹性体增韧PP的原位成纤[J]. 张玲,黄锐. 塑料. 2000(05)
本文编号：3246094
【文章来源】：塑料科技. 2017,45(06)北大核心
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
试样在1mm挠度时的应力分布图
432017年6月第45卷第6期（总第302期）PP/a-PA66原位成纤复合材料弯曲力学行为的有限元模拟(a)PP(b)PP/PA66(c)PP/PA66/SCRC(d)PP/a-PA66▲▲图2试样在6.54mm挠度时的应力分布图Fig.2Stressdistributionofthespecimenat6.54mmdeflection▲▲表2PP及原位成纤复合材料分别在1mm和6.54mm挠度时的弯曲应力Tab.2BendingstressofPPandinsitucompositesat1mmand6.54mmdeflection弯曲应力(1mm)/MPa弯曲应力(6.54mm)/MPa纯PP11.6876.34PP/PA667.7950.93PP/PA66/SCRC9.0158.94PP/a-PA6614.3493.76PP/PA66的弯曲应力低于纯PP，其原因在于弯曲性能是低应力和小形变条件下的力学性能，PP/PA66中热力学不相容的PP基体和PA66分散相之间可能会发生比较大的相对滑移，PA66微纤并没有起到一定承担外力的作用。在PP/PA66/SCRC中，PA66在PP中以球状或椭球状粒子存在[1]，该类材料类似于刚性粒子增韧塑料。在弯曲作用下，PA66颗粒与PP界面由于SCRC的添加有一定的界面结合，PA66能起到一定的增强作用，使得弯曲性能优于PP/PA66。而对于PP/a-PA66的弯曲性能，不仅优于纯PP，并且优于PP/PA66和PP/PA66/SCRC，其原因在于，自制的特殊结构的反应性增容剂(SCRC)可以在PA66形成微纤的过程中受体系能效应和熵效应的驱使自组装于界面区，致使PP/a-PA66原位成纤复合材料形成微纤异形化、强结合适度柔性界面的形态结构，即称之为“后期增容”的技术[1]。这与传统增容技术，即增容剂直接与PP、PA66共混，在PA66形成微纤之前增容剂就发挥增容作用存在根本的不同。传统增容技术对PA66的“乳化”会阻碍PA66形成微纤，HuangWY等[9]研究的PP/PA66/PP-g-马来酸酐（MAH）和FakirovS等[10]研究的PP/PET/PP-g-MAH原位成纤复合材料体系中都证实
跫?⒃睾纱笮〔⒒?滞?瘛Ｔ?束条件包括在长方体左右两侧的下方设置FixedSupport约束，模拟实验下方的两个支撑；以及在长方体中心正上方设置Displacement约束，模拟实验中向下方进行加载的压头。▲▲表1PP及原位成纤复合材料的性能指标Tab.1PropertiesofPPandinsitucomposites拉伸模量/GPa泊松比剪切模量/GPaPP1.990.06570.93PP/PA661.720.06570.81PP/PA66/SCRC2.580.06571.21PP/a-PA663.170.06571.49由于篇幅有限，本文仅列出了PP、PP/PA66、PP/PA66/SCRC、PP/a-PA66在挠度分别为1mm和6.5mm时的应力分布图（图1和图2）和弯曲应力值（表2）。结果发现，PP/a-PA66原位成纤复合材料的弯曲性能不仅优于纯PP，而且优于其他两种原位成纤复合材料PP/PA66/SCRC和PP/PA66。(a)PP(b)PP/PA66(c)PP/PA66/SCRC(d)PP/a-PA66▲▲图1试样在1mm挠度时的应力分布图Fig.1Stressdistributionofthespecimenat1mmdeflection
【参考文献】：
期刊论文
[1]原位成纤增强POE弹性体的制备[J]. 刘渝,黄安荣,孙静,韦良强,罗筑,秦舒浩. 塑料. 2014(06)
[2]接枝架桥剂配比对PP/a-PA66原位成纤复合材料形态结构和力学性能的影响[J]. 程龄贺,李贵勋,管众,王经武. 高分子材料科学与工程. 2012(06)
[3]增容作用对PET在PP中原位成纤及增强效果的影响[J]. 侯静强,周晓东,周雷行,王秋峰. 塑料科技. 2006(03)
[4]聚丙烯/纳米蒙脱土复合材料的超声研究[J]. 徐进,胡建恺,张谦琳,潘志云,阳明书,杨红伟,张送根. 声学技术. 2001(01)
[5]新型热塑性弹性体增韧PP的原位成纤[J]. 张玲,黄锐. 塑料. 2000(05)
本文编号：3246094
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