玄武巖纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料力學(xué)性能的研究.pdf

1、本論文利用環(huán)保材料玄武巖纖維對(duì)聚丙烯材料進(jìn)行增強(qiáng)增韌的改性研究，通過對(duì)聚丙烯接枝改性引入PP-g-GMA（聚丙烯接枝甲基丙烯酸環(huán)氧丙酯）材料，通過熔融共混乙烯-丙烯-非共軛二烯烴的三元共聚物(EPDM)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚烯烴彈性體(POE)、和甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯(MBS)以改善復(fù)合材料的界面性能從而提高其力學(xué)性能，通過力學(xué)實(shí)驗(yàn)、掃描電子顯微鏡、差示掃描量熱儀、X射線衍射及熱重分析實(shí)驗(yàn)等一系列實(shí)驗(yàn)對(duì)B

2、F/PP復(fù)合材料及摻入四種彈性體材料進(jìn)行探索實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)分析和計(jì)算，研究相容劑和彈性體對(duì)聚丙烯改性后的綜合性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，從而使其更好的應(yīng)用在汽車領(lǐng)域。研究結(jié)果如下所示:
　　在玄武巖纖維改性聚丙烯復(fù)合材料中，通過對(duì)聚丙烯接枝改性引入PP-g-GMA（聚丙烯接枝甲基丙烯酸環(huán)氧丙酯）材料，以改善復(fù)合材料的界面性能從而提高力學(xué)性能。結(jié)果表明:玄武巖纖維改性聚丙烯復(fù)合材料的力學(xué)性能相比純聚丙烯的力學(xué)性能有很大的提高。隨著纖維BF含量增加

3、，復(fù)合材料的整體力學(xué)性能逐漸增強(qiáng)，拉伸屈服強(qiáng)度由38MPa提高到89MPa，尤其是缺口沖擊強(qiáng)度由1.43KJ·m-2提高到4.53KJ·m-2。當(dāng)纖維含量超過30％時(shí)，復(fù)合材料力學(xué)性能基本變化較小。通過相容劑PP-g-GMA的加入對(duì)復(fù)合材料的改性，能夠使得玄武巖纖維與聚丙烯基體之間具有更好的界面粘結(jié)性，并且復(fù)合材料在承受載荷時(shí)，增加吸收外力能力，使得抗沖擊性能顯著提高，實(shí)現(xiàn)PP復(fù)合材料的增強(qiáng)。
　　由結(jié)晶動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)分析可知，不摻雜

4、纖維材料的純聚丙烯的結(jié)晶溫度較高，隨著結(jié)晶溫度提高，結(jié)晶速率提高，兩種模型下動(dòng)力學(xué)分析（Ozawa方法和Mo模型）計(jì)算可得的α值和m值較為恒定，晶體生長(zhǎng)方式與成核機(jī)理基本一致。結(jié)晶熔融的行為表現(xiàn)取決于冷卻速率大小。冷卻速率越慢，結(jié)晶的溫度區(qū)域越高，結(jié)晶成核時(shí)間越長(zhǎng);冷卻速率越快，結(jié)晶越不完善，溫度會(huì)走低。XRD衍射結(jié)果，隨著BF含量的增加，也出現(xiàn)了β峰，但衍射峰的衍射強(qiáng)度很低，說明也只是出現(xiàn)了微量的β晶型，得出結(jié)論相容劑和彈性體的同時(shí)加