制備了不同纖維含量長玻纖增強聚丙烯注塑試樣,測量了試樣不同位置處的玻纖長度,通過金相顯微鏡觀測了長玻纖的分布,研究了玻纖含量對復(fù)合材料力學(xué)性能的影響,同時對長玻纖注射成型的制品進(jìn)行數(shù)值模擬。微觀試驗觀測發(fā)現(xiàn),纖維含量的增加使得長纖維的斷裂加劇,同時增加了纖維在制品內(nèi)的團聚。宏觀性能測試發(fā)現(xiàn),高纖維含量增加了復(fù)合材料的力學(xué)性能,試驗范圍內(nèi)試樣的沖擊強度最多增加了6倍。最后,比較了模擬結(jié)果與試驗結(jié)果的變化趨勢。
纖維長度是決定纖維增強復(fù)合材料性能的最主要因素,但是長纖維和短纖維并沒有統(tǒng)一的界限定論。在短纖維增強熱塑性塑料(SFRT)制品中纖維的破壞形式主要以纖維拔出為主,纖維長度為0.2~0.6 mm;長纖維增強塑料(LFRT)制品中纖維的破壞形式主要以纖維斷裂為主,制品中平均纖維長度大于0.6mm。LFRT不僅具有比SFRT更佳的性能,而且降低了連續(xù)纖維增強材料的成本,同時又具有質(zhì)量輕的優(yōu)點,在國民經(jīng)濟生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用。
注射成型由于可生產(chǎn)和制造較為復(fù)雜的塑料制品,在塑料成型加工中占據(jù)十分重要的地位。LFRT注射成型過程中,長纖維會受到螺桿、樹脂基體以及纖維本身的剪切作用而發(fā)生斷裂,使LFRT注塑制品中纖維保留的長度降低,在厚度方向上由于表層、剪切層、芯層受到的剪切力不同,長纖維在各層的分布也不相同,長纖維在制品中的斷裂和分布不同會影響到制品的力學(xué)性能。
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