动态注射成型玻璃纤维增强高密度聚乙烯复合材料性能的研究

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玻璃纤维增强树脂基复合材料的性能主要取决于纤维、树脂两者各自的性能、比例以及两者之间的界面效果,同时也受到成型工艺的影响。玻璃纤维与树脂基体之间由于极性的相异使得界面粘结较差,因此改善两者之间的界面就显得十分的重要,而目前对玻璃纤维增强树脂基复合材料的研究工作也主要集中在改善纤维与树脂基体之间的界面效果方面,即采用不同的偶联剂对纤维的表面进行处理以此增大界面结合力。添加改性的基体树脂能增强基体的活性,更进一步地促进纤维与基体之间的界面结合。此外,采用不同的加工工艺也得到不同性能的复合材料,因此对复合材料的加工工艺的研究也是必要的。 本文利用电磁动态注射成型设备特有的成型工艺条件注射成型玻璃纤维增强高密度聚乙烯(HDPE)复合材料,考察了纤维组份、界面改性剂以及工艺条件对复合材料的力学性能和微观结构的影响。 研究表明,纤维的含量对复合材料的性能起着重要的作用,随着纤维含量的增大,复合材料的力学性能不断地提高;界面改性剂的加入可以有效地改善纤维与树脂基体之间的界面效果,复合材料断面微观结构分析表明纤维表面粘附着较多的粘附物,说明界面改性剂的加入增强了纤维与树脂基体之间的相容性;复合材料中添加界面改性剂时,在振动力场的作用下其力学性能都有一定程度的提高,纤维的含量不同,提高的幅度也不同;而当复合材料中没有添加界面改性剂时,其力学性能只有在适当的振动力场条件下才有一定的提高,绝大多数条件下是呈下降的趋势,纤维的含量越大,下降的趋势越明显。复合材料的微观形态表征结果说明动态注射成型可以有效地改善纤维在基体中的分散、取向及制品的微观层次结构。与稳态注射成型相比,动态注射成型可以有效地提高复合材料的力学性能,当玻璃纤维含量为30%的时候,复合材料的拉伸强度最大可以提高11.1%,冲击强度最大可以提高11.42%。
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