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《注塑条件对长玻璃纤维聚丙烯材料拉伸性能的影响》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第28卷第4期 塑料工业Vol28No42000年7月CHINAPLASTICSINDUSTRYJuly2000材料性能注塑条件对长玻璃纤维/聚丙烯与应用材料拉伸性能的影响1X211咸贵军 益小苏 卢晓林 潘 颐(1 浙江大学高分子复合材料研究所,杭州310027)(2 先进复合材料国防科技重点实验室,81信箱3分箱,北京100095) 利用自行研制的玻纤增强聚丙烯预浸装置制备了长玻纤增强聚丙(LGFRP)粒料,并利用普通注塑机成型了长玻纤增强聚丙烯试样。研究了模具和注塑工艺对注塑试样拉伸强度的影响。实验发现,对注塑成型的平板
2、试样,其拉伸强度具有位置分布,边缘处的拉伸强度高于中间部位。对哑铃形试样,所用模具的浇口尺寸越大,试样的拉伸强度就越高。注塑温度(从200℃～250℃)对注塑试样的拉伸强度影响较小。较低速度注塑试样的拉伸强度要高于高速注塑试样。关键词:注塑成型 拉伸强度 长玻璃纤维增强聚丙烯 长玻璃纤维增强粒料主要应用在力学性能比短切示。平板形试样切割成4mm×10mm×150mm的条玻璃纤维粒料要求更高的场合,具有较重要的应用前状试样。〔1〕景。研究其注塑成型工艺与性能的关系受到越来2 结果与讨论〔2〕越多的重视。本文主要分析注塑成型模具及工艺2
3、.1 平板形试样拉伸强度分析对这种复合材料注塑制件内纤维的长度、取向以及纤长玻璃纤维增强聚丙烯试样的截面具有明显的皮维的分布的影响,以及它们对制件拉伸强度的影芯结构,皮层内的纤维主要沿注塑方向取向,芯层内的〔3〕响。纤维主要垂直于注塑方向取向(图2),因此,在注塑方1 实验部分向上,皮层强度要高于芯层。当从平板试样上切样时,实验设备(注塑机,电子拉力机),试验原料(GF,边缘处试样的皮层部分占截面的百分比要高于芯层部聚丙烯,接枝马来酸酐PP(PP-MAH)。分的切样,所以边缘处样条的拉伸强度要远高于平板中间部分切下的样条。同理,哑铃形
4、试样截面中皮层所占的百分比要高于平板试样边缘处的样条,因此其强度也要高于边缘处切下的样条(表1)。图1 试样尺寸及切割方式Fig1Samplesizeandcuttingfasiona-哑铃形试样;b-平板试样模具为哑铃形与平板形两种,模具厚度均为24mm。哑铃形模具的点浇口尺寸分为13.2mm和3.0图2 垂直于注塑方向截面的光学显微照片2mm两种,喷嘴直径为5mm。平板形模具为衣架形结Fig2Micrographsofsectionsperpendiculartoinjectiondirection2构,浇点尺寸为25mm。两种试
5、样的尺寸如图1所a-皮层;b-芯层X作者简介:咸贵军,男,1972年生,博士研究生,主要从事复合材料界面的表征与改性,以及连续/长纤维增强热塑性树脂基复合材料的制备加工和应用开发。©1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.·30·塑 料 工 业2000年表1LGFRP注塑试样的拉伸强度(PP2MAH用量为PP的8%)注射温度超过230℃时,材料的拉伸强度缓慢下降(图Tab1TensilestrengthofLGFRPinjectedsample5)。对
6、不同的模具浇口尺寸,注射温度对试样拉伸强(PP-MAHcontentwas8%ofthatofPP)度的影响相似,最佳注塑温度都大约在230℃附近。试样形式和切样位置平板中间平板边缘哑铃试样拉伸强度/MPa51.268.484.42.2 界面处理和浇口尺寸对哑铃形试样拉伸强度的影响在试验中发现,纤维表面处理方式不同及PP2MAH用量发生变化情况下,大浇口尺寸注塑试样的强度均高于小浇口尺寸的注塑试样,如图3,4所示。这应该是因为模具浇口尺寸变大,在注塑过程中,纤维图5 注射温度对拉伸强度的影响(哑铃形试样)与浇口间的剪切作用降低,使试样
7、内纤维的长度增加。Fig5Effectofinjectiontemperatureontensilestrengthfordumbbars可见,在模具设计时,模具的浇口应尽可能地大一些,1-宽浇口;2-窄浇口这将有利于注塑件拉伸强度的提高。2.4 注射速度对拉伸强度的影响关大泵(低速塑化、注射)条件下注塑的试样,其拉伸强度要高于正常速度注塑的试样(图6)。这可能是因为在慢速注射过程中,纤维同螺杆、螺筒以及喷嘴浇口间的磨损作用以及纤维同基体间的剪切作用都比较小,使注塑试样内纤维的长度较长。同时,由于注塑过程中剪切作用较低和充模时间较长(
8、可使剪切应力得到松弛),使试样内的残余应力也比较小。退火处理对关大泵条件下注塑试样拉伸强度影响图3PP2MAH用量及模具浇口尺寸对材料较小(图6),这个结果也证明了该条件下注塑试样内拉伸强度的影响(哑铃形试样)的残余应力
