【摘 要】
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编织纤维增强热塑性复合材料具有高强度、高刚度、成型周期短、可回收利用等优点,是汽车、建筑、航空航天等领域实现轻量化的主要材料。但在制备编织纤维增强热塑性复合材料过程中,热塑性树脂高粘度的特性导致存在树脂与纤维界面结合问题。本文选用高强度、高比模量的双向经编玻璃纤维布（BWKGF）作为增强材料,尼龙6（PA6）作为基体材料,采用自制的低压浇铸压制成型模具,通过热塑性树脂传递模塑（T-RTM）工艺制备
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编织纤维增强热塑性复合材料具有高强度、高刚度、成型周期短、可回收利用等优点,是汽车、建筑、航空航天等领域实现轻量化的主要材料。但在制备编织纤维增强热塑性复合材料过程中,热塑性树脂高粘度的特性导致存在树脂与纤维界面结合问题。本文选用高强度、高比模量的双向经编玻璃纤维布（BWKGF）作为增强材料,尼龙6（PA6）作为基体材料,采用自制的低压浇铸压制成型模具,通过热塑性树脂传递模塑（T-RTM）工艺制备得到BWKGF/PA6复合材料。首先,设计了适用于T-RTM工艺的低压浇铸压制成型模具,确定了基于低压浇铸压制成型的工艺流程以及最佳的工艺参数,并原位聚合得到浸润良好的BWKGF/PA6复合材料。其次,采用3-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）和甲苯二异氰酸酯（TDI）改性BWKGF,通过改进后的T-RTM工艺,制备得到改性后的k-BWKGF/PA6复合材料和t-BWKGF/PA6复合材料,并对其结构、形貌和力性能分析。结果表明:经KH550和TDI改性处理过的BWKGF,其表面接枝了活性基团,且改性后的复合材料中GF与PA6界面结合效果得到改善,并提高了其力学性能。相比于未改性的BWKGF/PA6复合材料的拉伸强度,t-BWKGF/PA6复合材料的拉伸强度提升了44.5%,达到130MPa;k-BWKGF/PA6复合材料的拉伸强度随着KH550用量的增加先上升后下降,当KH550用量为GF质量的0.5%时,达到较优值140MPa,提升了55.5%。最后,将聚乙二醇（PEG）引入聚合物基体中,通过改进的T-RTM工艺制备得到双向经编玻璃纤维布增强热塑性聚酰胺弹性体（BWKGF/PATE）复合材料,并对其结构、形貌和力学性能进行分析。结果表明:相比于BWKGF/PA6复合材料,BWKGF/PATE复合材料中树脂与纤维的界面结合效果更佳,复合材料的拉伸强度提高了225%,达到231MPa。且将PEG引入聚合物基体中,使复合材料具有了优良的形状记忆效应。本论文所开发的模具以及BWKGF/PA6和BWKGF/PATE复合材料,为通过RTM工艺制备高性能热塑性复合材料提供了解决方案,有望应用到汽车轻量化领域。
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