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长纤维增强热塑性复合材料因其抗冲击性好,可回收,近年来受到工业界和学术界的重视。但目前采用的溶液浸渍法、熔融浸渍法、纤维混编法等方法并不能很好地解决高粘度的热塑性树脂基体与纤维的浸润问题。
制备长玻璃纤维增强热塑性复合材料,溶液法耐溶剂性差,熔融法由于热塑性树脂熔体粘度大而使得树脂对玻璃纤维浸渍效果差,而水悬浮法克服了它们的缺点,并且水悬浮-拉挤法具有工艺设备简单、材料制备成本低、对环境污染少、产品可二次加工成型等优点。
论文主要包括以下内容:
1.水悬浮法制备长玻璃纤维增强PVC复合材料拉挤成型工艺的研究根据悬浮法及PVC的特点,通过实验确定选用了PVC的有机锡类稳定剂、ACR流动改性剂以及各成分之间的比例。拉挤成型工艺参数的研究,包括烘干水分的烘箱的温度、使PVC熔融的热熔管的温度、使LGF/PVC成型的模口、拉挤速度、惰性气体保护等的研究。
2.采用不同的处理剂处理的玻璃纤维制得LGF/PVC复合材料并测试其性能
实验所用玻璃纤维的处理剂有KH550以及N-(β-氨乙基)-Y-氨丙基三乙氧基硅烷。
根据各种样品实物照片及扫描电镜照片,分析玻璃纤维与PVC树脂的结合状况、复合材料的结构同复合材料的性能的关系。
通过力学性能测试与比较,确定最佳模压温度、时间。所测性能包括:(1)PVC在180℃、190℃、200℃、210℃下模压成标准样条,进行冲击、拉伸、弯曲、热变形等性能的测试;(2)玻璃纤维增强PVC复合材料颗粒在180℃、190℃、200℃、210℃下模压成标准样条,进行了冲击、拉伸、弯曲、热变形等性能测试与比较;(3)连续玻璃纤维增强PVC复合材料在180℃、190℃、200℃、210℃下模压成标准样条,进行了冲击、拉伸、弯曲、热变形等性能测试与比较;(4)200℃下连续玻璃纤维增强PVC复合材料不同热压时间下的冲击、拉伸、弯曲性能的测试与比较。
测定分子量,分析各种力学性能与分子量的关系。
实验表明连续玻纤增强PVC复合材料的最佳模压温度是190℃~200℃,最佳模压时间是在190℃~200℃预热十分钟,然后加热、保压10分钟。
本论文也对水悬浮法制备长玻璃纤维增强PVC复合材料拉挤成型工艺进行了讨论与展望,该方法设备简单、易操作,可以用于生产横截面为圆形、圆环形、工字形、凹字形等各种形状的连续玻璃纤维增强聚氯乙烯复合材料型材。