资源描述：
《pp复合材料的力学性能的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、PP复合材料的力学性能的研究摘要：PP/CaCO3复合材料,PP/LCP复合材料,ＰＰ木塑复合材料对力学性能进行分析。关键词:PP/CaCO3复合材料,PP/LCP复合材料,ＰＰ木塑复合材料,力学性能。前言聚丙烯（PP）是由丙烯聚合而得到的高分子化合物。由于其原料丰富，合成工艺比较简单，与其他通用热塑性塑料相比，PP具有相对密度小、价格低、加工性好以及综合性能较好等特点，其屈服强度、拉伸强度、表面硬度及弹性模量均较优异，并有突出的耐应力开裂性和耐磨性，因而在汽车工业、家用电器、建筑行业等多方面得到广泛的应用。但PP也存在低温脆性、韧性差以及机械性能较低、
2、成型收缩率大等缺点，因此在应用上作为结构材料使用时受到了很大限制。为了扩大PP的应用范围并降低成本，必须对PP进行一定的改性。PP/CaCO3复合材料试样制备（1）将微米CaCO3和纳米CaCO3分别放入干燥箱中烘干。（2）使用适量的钛酸酯偶联剂对CaCO3进行表面处理，并分别将表面处理前和表面处理后的CaCO3与PP按照一定的质量配比在高速混合机中混合，得到CaCO3与PP的初步混合物。（3）将CaCO3与PP的初步混合物，放在双螺杆挤出机上塑化挤出，挤出物经过水槽冷却后，再经过风干装置初步吹干，最后通过切粒机切断造粒。（4）将制得的PP复合材料粒料烘
3、干后，用注塑机注射出标准拉伸和冲击试样。CaCO3含量对PP/CaCO3复合材料力学性能的影响从图3和图4中微米和纳米CaCO3粒子填充PP复合材料的力学性能可以看出，经表面处理的纳米CaCO3与微米CaCO3填充PP后，复合材料的力学性能趋势基本相同。复合材料的拉伸强度和冲击强度随着填充粒子含量的增加，先增大后减小。当用纳米CaCO3填充时，最大值出现在CaCO3含量为6%处，拉伸强度比PP基体提高22%，冲击强度比PP基体提高90%；而用微米CaCO3填充时，最大值出现在CaCO3含量为4%处，但此时的拉伸强度和冲击强度比PP基体增加不大。从而可知，
4、纳米CaCO3的填充改性效果明显好于微米CaCO3的填充改性效果，这说明纳米CaCO3与PP树脂具有一定程度的相容性，能起到增强增韧的效果，这一点与微米级的CaCO3有明显的区别。从图3和图4中还可以看到，随着CaCO3含量的增加，复合材料的拉伸强度和冲击强度增大，在峰值过后，复合材料的力学性能都在下降，但添加纳米CaCO3复合材料的下降幅度比添加微米CaCO3的大得多。这是由于当纳米CaCO3含量较小的时候，纳米粒子在PP中的分散效果比较好。此时，随着在基体中能良好分散开的CaCO3粒子增加，体系中起到应力集中点的颗粒增加。而且纳米粒子的比表面积大，能
5、引发更多的银纹吸收能量，因而材料的力学性能增高幅度大。但在纳米CaCO3添加量较多时，由于高的表面能的作用，纳米粒子难以在基体树脂中均匀分散，粒子间也容易发生团聚，从而造成复合材料的冲击强度和拉伸强度下降快的趋势。PP/LCP复合材料试样的制作方法PP/LCP以重量百分比:100/0,80/20,60/40,40/60,20/80,0/100的比例用单螺杆挤出机((株)东洋精机制作所制)进行混合。混合条件:出口温度230℃,螺杆转速150rpm。混合后,使用注射成形机(日本制钢(株)制,J75SS2)制成JIS1号哑铃板状型试验片(如图1:平行部60mm
6、,宽10mm,厚2mm)。成形条件:注射出口温度200℃,模具温度40℃,射出速度22cm3/s,射出压力56.4MPa,冷却时间20s。抗拉特性及破坏特征 图5为各配比试样拉伸实验下的标称应力-应变曲线。在室温条件下,PP为典型的延性材料,在发生初期的屈服后产生缩颈并随着缩颈部的延伸应变也不断增大。而LCP则为典型的脆性材料,虽然破坏强度较高(97MPa),但应变仅仅在2～3%范围内便发生破断。这二种性能完全不同的材料复合后,从整体来看随着LCP量的增加试样的破坏强度上升,而破断时的应变量则呈下降倾向。当LCP量大于60%以后,因复合材料的基体由PP
7、转变为脆性的LCP,PP的存在使LCP的强度得不到充分的发挥。如:LCP=60%时,复合材料的强度约为LCP的50%左右,LCP达到80%时,其强度仅为LCP的66%左右,同时应变量也降到最小值,PP相的存在对材料的延性特性的改善不仅没有帮助,反而成为软弱相造成材料的强度大幅度下降。所以在以LCP相为基体时PP的加入对材料的延性及强度特性均带来不良影响。此外还可以看出,微量的LCP的加入也使PP的延性特性产生大幅度下降,试样在产生屈服,即LCP含量较少时(如20%),应变的低下较大而强度的上升却很小。这是值得注意的问题点。但作者对此材料采用塑性加工处理后
8、得到了与PP几乎相当的延性性能,这为解决复合材料延性下降的问题提供了新的途经。从
