注射成型玻纖增強(qiáng)PP纖維取向?qū)αW(xué)性能的影響.pdf

1、玻纖增強(qiáng)聚丙烯（簡(jiǎn)稱GFPP）是一種常用的復(fù)合材料，具有強(qiáng)度高、模量高和尺寸穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。在注塑成型過程中，由于纖維沿流動(dòng)方向呈取向分布，因此其制品具有顯著的各向異性力學(xué)性能。若能發(fā)揮各向異性的優(yōu)勢(shì)，使得在特定方向上滿足其力學(xué)性能要求，可以極大地提高材料的使用價(jià)值。
　　本文采用長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)聚丙烯（簡(jiǎn)稱LGFPP）和短玻纖增強(qiáng)聚丙烯(簡(jiǎn)稱LGFPP)為研究對(duì)象，首先通過MPI軟件模擬和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，研究了塑件中的表層和厚度方向上纖維取

2、向分布的特征以及注塑工藝參數(shù)對(duì)纖維取向的影響，然后通過Algor軟件模擬和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，研究了注塑工藝參數(shù)、纖維取向角和玻纖長(zhǎng)度對(duì)LGFPP的拉伸模量、拉伸強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度的影響。可以得到以下結(jié)論:
　　(1)模擬和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨著熔體溫度的升高，纖維取向程度開始上升，隨之變得平緩;LGFPP和SGFPP沿著纖維方向的拉伸模量先上升后下降;LGFPP拉伸模量的模擬最大值為4.41GPa，比實(shí)驗(yàn)最大值大1.87GPa，誤差為42.4％;

3、 SGFPP拉伸模量的模擬最大值為3.59GPa，比實(shí)驗(yàn)最大值大1.30GPa，誤差為36.2％; LGFPP試件在纖維取向角0°和90°的拉伸模量模擬最大差值為2.12GPa，比實(shí)驗(yàn)結(jié)果的最大差值大1.48GPa，誤差為43.2％。
　　(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨著熔體溫度的升高，LGFPP沿著纖維方向的屈服強(qiáng)度隨之緩慢下降，最大值為58.50MPa;其拉伸強(qiáng)度先上升后下降，最大值為59.10MPa。
　　(3)模擬和實(shí)驗(yàn)結(jié)果

4、表明，隨著填充速率增加，纖維取向程度開始上升，隨之變得平緩;LGFPP和SGFPP沿著纖維方向的拉伸模量先上升后下降;LGFPP拉伸模量的模擬最大值為4.14GPa，比實(shí)驗(yàn)最大值大1.65GPa，誤差為37.3％; SGFPP拉伸模量的模擬最大值為3.51GPa，比實(shí)驗(yàn)最大值大1.22GPa，誤差為34.8％;LGFPP試件在纖維取向角0°和90°的拉伸模量模擬最大差值為2.29GPa，比實(shí)驗(yàn)結(jié)果的最大差值大0.77GPa，誤差為33.

5、6％。
　　(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨著填充速率增加，LGFPP沿著纖維方向的屈服強(qiáng)度隨之緩慢下降，最大值為62.60MPa;其拉伸強(qiáng)度先上升后下降，有一個(gè)最大值，其值為62.82MPa。
　　(5)模擬和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨著填充壓力的增大，纖維取向程度開始上升，隨之變得平緩;LGFPP和SGFPP沿著纖維方向的拉伸模量先上升后下降，有一個(gè)最大值;LGFPP拉伸模量的模擬最大值為4.21GPa，比實(shí)驗(yàn)最大值大1.67GPa，誤差為

6、39.7％;SGFPP拉伸模量的模擬最大值為3.50GPa，比實(shí)驗(yàn)結(jié)果大1.21GPa，誤差為34.6％;LGFPP試件在纖維取向角0°和90°的拉伸模量模擬最大差值為2.17GPa，比實(shí)驗(yàn)結(jié)果的最大差值大1.53GPa，誤差為70.5％。
　　(6)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨著填充壓力的增大，LGFPP沿著纖維方向的屈服強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度先上升后下降，有一個(gè)最大值，分別為58.52MPa和62.82MPa。
　　(7)模擬和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明

7、，隨著保壓時(shí)間的增加，纖維取向程度開始上升，隨之變得平緩;LGFPP和SGFPP沿著纖維方向的拉伸模量先上升后下降，有一個(gè)最大值;LGFPP拉伸模量的模擬最大值為4.41GPa，比實(shí)驗(yàn)最大值大1.60GPa，誤差為38.6％; SGFPP拉伸模量的模擬最大值為3.32GPa，比實(shí)驗(yàn)結(jié)果大1.03GPa，誤差為31.0％; LGFPP試件在纖維取向角0°和90°的拉伸模量模擬最大差值為2.28GPa，比實(shí)驗(yàn)結(jié)果的最大值大1.64GPa，誤

8、差為71.9％。
　　(8)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨著保壓時(shí)間的增加，LGFPP沿著纖維方向的屈服強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度先上升后下降，其最大值分別為58.50MPa和59.10MPa。
　　(9)模擬和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨著模具溫度的升高，纖維取向程度開始上升，隨之變得平緩;LGFPP和SGFPP沿著纖維方向的拉伸模量先上升后下降，有一個(gè)最大值;LGFPP拉伸模量的模擬最大值為4.10GPa，比實(shí)驗(yàn)最大值大1.60GPa，誤差為39.0％; S