纤维复合材料力学性能

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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划纤维复合材料力学性能　　玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的力学性能　　摘要：本文论述了玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的力学性能，主要包括材料的拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度、弯曲模量和缺口冲击强度。并分析了复合材料力学性能与玻璃纤维含量之间的关系，最后将复合材料与ABS的力学性能进行比较，发现玻璃纤维增强的聚丙烯复合材料可以替代ABS应用于一些受力领域。关键词：玻璃纤维；聚丙烯；力学性能；ABS　　1.引言　　聚丙烯是一种综合性能十分优异的热塑性通用塑料，其具有易加工、密度

2、小、生产成本低等特点，所以聚丙烯在家用电器、日常用品包装材料、汽车工业等行业有着广泛的应用，成为近些年来增长速度最快的塑料之一。然而聚丙烯也有一些缺点，比如：抗蠕变性差、熔点较低、尺寸稳定性不好、热变形温度低、低温脆性等，制约了其作为工程受力材料的应用。聚丙烯的一般性能如表1所示[1]。如果想提高聚丙烯的耐热性和冲击强度，拓宽其应用范围，就应对聚丙烯进行改性[2,3]。　　表1聚丙烯的一般性能[1]　　Tab.1Thepropertiesofpolypropylene目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其

3、在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　性能　　拉伸强度/Mpa断裂伸长率/%　　弯曲强度/Mpa　　压缩强度/Mpa　　缺口冲击强度/　　洛氏硬度　　弹性模量/Mpa数据29200~70050~455~1080~~9800　　玻璃纤维增强聚丙烯复合材料(GFRPP)是以热塑性树脂聚丙烯为基体，以长玻璃纤维为增强骨架的材料[4]，其性能与ABS接近，但价格低于ABS塑料。目前，国内外已对GF增强PP做了大量研究［5,6］。玻璃纤维增强聚丙稀己广泛应用于汽车零部件、家电行业、飞机

4、制造业等。　　2.玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的力学性能　　材料的拉伸性能主要包括拉伸强度和拉伸模量。拉伸实验中，试样直至断裂时所承受的最大拉伸应力称为拉伸强度。拉伸模量是指材料在拉伸时的弹性。在PP/GF复合材料中，GF起着骨架结构增强作用，以承担应力和载荷。同时，GF还可以促进PP结晶，起成核剂作用，可在一定程度上提高材料的强度。J.L.Thomason等人[7]将长度为3mm的玻璃纤维加入到聚丙烯中，当纤维含量不同时，增强复合材料的拉伸性能如表2所示。可以看出，随着玻璃纤维含量的增加，材料的拉伸强度和拉伸模量均明显提高。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感

5、受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　表2玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的拉伸性能　　Tab2Tensilepropertiesofglassfiberreinforcedpolypropylenecomposites　　玻璃纤维含量/%　　10　　25　　30拉伸强度/Mpa　　拉伸模量/Gpa　　复合材料中，玻璃纤维在基体中形成三维空间交叉结构，纤维与纤维之间有很多搭接点(如图1所示)，这种交叉结构构成复合材料的骨架。

6、复合材料受到外力作用时，这种骨架结构能有效传递应力，使较大的区域承受外力，提高复合材料的拉伸强度和模量。　　图1试样断面的SEM照片　　Fig1　　SEMfractographofGF/PPcomposite目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　连荣炳等人[8]制备的玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的弯曲性能如图2所示。从图2可以看出，随着GF用量的增加，复合材料的弯曲强度和弯

7、曲模量均呈上升趋势。FuSY等人[9]的研究也得到相似的结果。这是因为当PP/GF复合材料受到弯曲时，PP树脂会发生塑性屈服，因而GF承受的应力要比PP树脂大得多。这时，纤维周围的树脂就存在一个应力变小的区域，在这个区域中纤维要有一定程度的交迭，才能使其传递外力作用，提高材料的强度。因而PP复合材料的弯曲性能与GF含量有直接关系，即弯曲强度和弯曲模量会随GF用量增加而提高　　[10]。　　图2GF用量对PP复合材料弯曲性能的影响　　Fig2EffectofglassfibercontentonpropertyofPPcompo