聚丙烯填充中空玻璃微珠轻质复合材料的研究

发布时间：2023-05-24 22:40

　　聚丙烯(PP)由于其强度高,易成型等优异性能的特点,常被用来制作汽车保险杠。随着新能源汽车和汽车轻量化目标的提出,需要对汽车整体进行减重,对于汽车保险杠而言,填充无机刚性粒子对PP进行改性是最为常见的手段,降低复合材料密度,同时保证强度韧性保持在一定水平。本课题选用中空玻璃微珠(HGB)作为填充剂,HGB是一种新型的无机非金属材料,密度在0.20-0.60g/cm3之间,添加人工合成的新型低密度HGB有利于实现降低密度的目标,课题主要研究PP填充HGB和POE进行改性实验,分析HGB在复合材料基体中的破损情况,不同配方、加工工艺得到的试样的力学性能,研究HGB和POE对复合材料密度和力学性能的影响,HGB球体破损原因,主要结论如下:(1)采用不同的工艺流程(一步法和两步法)和加工工艺条件注塑成型PP/HGB复合材料,通过观察断口的电镜图,分析发现,经过偶联剂预处理的HGB能与PP基体之间界面结合良好,经两步法成型的试样中HGB在PP基体中分散均匀,不会出现明显的团聚现象。HGB破碎主要发生在双螺杆挤出机和注塑机机筒末段。(2)本课题选用聚烯烃弹性体(POE)作为增韧剂提高复合材料冲击强...

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 HGB的特性及应用
        1.2.1 传统HGB与人工合成HGB性能的研究
        1.2.2 HGB的应用领域
    1.3 聚丙烯的特性及在汽车中的应用
    1.4 HGB改性PP的研究进展
        1.4.1 PP/HGB改性材料的配方研究
        1.4.2 HGB填充改性PP工艺路线的研究
            1.4.2.1 HGB处理方法的研究
            1.4.2.2 PP/HGB复合材料制备工艺的研究
            1.4.2.3 PP/HGB发泡工艺的研究
    1.5 研究部分
        1.5.1 论文选题的立论,目的和意义
        1.5.2 本课题的主要研究内容
        1.5.3 本课题的创新之处
第二章 实验配方、仪器、方案及测试
    2.1 实验原料
        2.1.1 PP原料的选择
        2.1.2 HGB的选择
        2.1.3 偶联剂的选择
        2.1.4 增韧剂的选择
        2.1.5 相容剂的选择
        2.1.6 发泡剂的选择
    2.2 实验设备
    2.3 性能测试方法
        2.3.1 拉伸强度
        2.3.2 弯曲强度
        2.3.3 冲击强度
    2.4 泡孔形态的表征
    2.5 HGB破损率的表征
    2.6 HGB预处理工艺
    2.7 PP混合工艺
第三章 HGB改性PP性能及其机理的研究
    3.1 工艺路线对PP/HGB材料影响的研究
        3.1.1 一步法注射成型
        3.1.2 PP/HGB两步法注塑成型
            3.1.2.1 KH550预处理后先造粒后注塑
            3.1.2.2 注塑机塑化造粒后成型
        3.1.3 排气口喂入HGB造粒法的研究
    3.2 HGB在加工过程中破碎历程的研究
    3.3 注塑机工艺参数对PP/HGB改性材料力学性能的影响
        3.3.1 机筒温度
        3.3.2 注射压力
        3.3.3 螺杆转速
    3.4 注塑机喷嘴参数对复合材料性能的影响
    3.5 本章小结
第四章 POE对PP/HGB复合材料增韧改性的研究
    4.1 POE对增韧改性试样的影响
    4.2 相容剂对增韧改性试样的影响
    4.3 HGB对增韧改性试样的影响
    4.4 高填充体系造粒对增韧改性试样的影响
    4.5 本章小节
第五章 PP/HGB/POE三元复合材料发泡成型研究
    5.1 发泡剂对发泡试样性能的影响
    5.2 HGB对发泡成型试样性能的影响
    5.3 POE对发泡试样性能的影响
    5.4 注塑参数对发泡试样性能的影响
        5.4.1 机筒温度对发泡成型的影响
        5.4.2 注射速率对发泡成型的影响
        5.4.3 注射压力对发泡成型的影响
    5.5 本章小结
第六章 结论
    6.1 全文总结
    6.2 后续有待研究的内容
参考文献
致谢
研究成果及发表的学术论文
作者及导师简介
附件



本文编号：3822420