連續(xù)玻璃纖維增強PE復(fù)合帶的研制.pdf

1、連續(xù)纖維增強熱塑性復(fù)合材料不僅力學(xué)性能優(yōu)異，而且還具有輕質(zhì)、耐腐的優(yōu)點，是一種能夠有效替代鋼材作為結(jié)構(gòu)材料使用的復(fù)合材料。當(dāng)前，隨著新興成型工藝（如拉擠、纏繞等）和產(chǎn)品（如復(fù)合管道）的發(fā)展，市場對高性能的連續(xù)纖維復(fù)合帶具有巨大的需求。
　　本文選用連續(xù)玻璃纖維作為增強材料，PE作為基體，研究制備連續(xù)玻璃纖維增強PE復(fù)合帶(CGFR-PECT)的生產(chǎn)工藝，并應(yīng)用數(shù)值模擬和實驗方法對復(fù)合帶擠出成型工藝參數(shù)進(jìn)行了分析，設(shè)計了制備CGFR

2、-PECT的工業(yè)化生產(chǎn)線，并試制出高性能的制品。
　　以復(fù)合共擠理論為基礎(chǔ)，將聚合物流變學(xué)、流體動力學(xué)和塑料成型工藝相結(jié)合，設(shè)計了一種可將連續(xù)玻璃纖維與PE擠出的共擠模具。通過建立模具流道內(nèi)熔體流動的有限元模型，利用POLYFLOW軟件對熔體在模具內(nèi)的流動規(guī)律進(jìn)行了有限元模擬，獲得了熔體在模具內(nèi)的壓力場、速度場和粘度場的分布。研究表明:玻璃纖維的移動降低了模具內(nèi)的壓力，有利于熔體在模具內(nèi)的流動，對熔體粘度有較大影響;當(dāng)玻璃纖維的移

3、動速度與熔體擠出速度匹配時，復(fù)合共擠制備的復(fù)合帶質(zhì)量最好，生產(chǎn)效率最高;當(dāng)熔體擠出量不同時，與之匹配的玻璃纖維移動速度不同。
　　根據(jù)CGFR-PECT的生產(chǎn)工藝要求，設(shè)計了復(fù)合帶生產(chǎn)線輔助機械設(shè)備，包括溶液槽、定型裝置、熱風(fēng)干燥箱、張緊裝置和分絲裝置等。針對熱風(fēng)干燥箱設(shè)計，分別建立了不同角度折流板的空氣流動模型和不同風(fēng)口間距的空氣流動模型，并利用ANSYSCFX流體分析軟件進(jìn)行了數(shù)值模擬。模擬結(jié)果表明，在45°折流板和風(fēng)口間距為