玄武岩／碳纤维增强PP／EVA复合材料性能的研究.pdf

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1、■—■—_竺：兰玄武岩／碳纤维增强PP／EVA复合材料性能的研究任庆龙夏英张锋锋张馨月张桂霞(大连工业大学纺织与材料工程学院，辽宁大连，l16034)摘要：采用双辊开炼机将玄武岩纤维(x)、碳纤维(C)与聚丙烯(PP)、乙烯一乙酸乙烯酯共聚物(EVA)进行熔融共混，制备了PP／EVA／X／C复合材料。研究了x与C复配比例对PP／EVA复合材料力学性能的影响，并探讨了优化后的复配比例对PP／EVA复合材料加工性能、热性能的影响以及复合材料的微观结构情况。结果表明：当X与C质量比为1：3时，PP／EvA／x／c复合材料的综合

2、力学性能较好。与PP／EVA复合材料相比，改性玄武岩纤维(SSiX)和碳纤维(SSiC)增强PP／EVA复合材料的拉伸强度提高了15．73MPa，弯曲强度提高了30．36MPa，但冲击强度有所下降。同时，与PP／EVA／X／C复合材料相比，PP／EVA／SSiX／SSiC复合材料的加工性能得到改善，热稳定性也得到了提高。关键词：玄武岩纤维碳纤维复合材料性能DOL：10．3969／jissn．1004—30552016．06005为了提高聚丙烯(PP)的韧性，通常将PP与橡具有原料来源广、成本低、抗拉强度高、耐高温、耐胶弹

3、性体共混，其中PP／三元乙丙橡胶(EPDM)、腐蚀、透波性能优异等性能，除此之外，玄武岩纤维PP／乙烯一乙酸乙烯酯共聚物(EVA)等共混物已得到广泛应用L1]。但这种改性材料在韧性大幅度提高的同时，其刚性损失很大。因此为了改善PP／收稿日期：2016—06—15；修改稿收到日期：2016-10—15。EvA复合材料的力学强度，使用绿色环保纤维增作者简介：任庆龙，男，硕士研究生，主要从事高分子材料加工和改性以及功能复合材料的研究。强PP／EVA复合材料具有一定的现实意义。*通信联系人。E-mail：xiaying961@1

4、63．corn。玄武岩纤维(X)是一种典型的硅酸盐纤维。任庆龙等．玄武岩,／reY~纤维增强PP／EVA复合材料性能的研究还具有绿色无污染的特性’I。碳纤维是一种含碳为30份，PP用量为56份。EVA用量为l4份)于量高的无机高分子纤维，兼具碳材料强抗拉力和纤(180±5)℃双辊开炼机上混炼8min，混炼均匀维柔软可加工性两大特征，是一种力学性能优异的后下片，在温度为(178±3)℃、压力为15MPa平新材料。板硫化机上热压5rain，热压完成后再冷压2O下面采用双辊开炼机将X、碳纤维(C)与PP，min得到样板，裁成标

5、准样以备测试。EVA进行熔融共混，制备了PPEVA／X／(：复合1．4性能测试材料。研究了X与C复配对PPEVA复合材料拉伸强度按GB／T6344-2008测试，拉伸速力学性能的影响。率为50mm／min；弯曲强度按GB／T93412∞8测试，弯曲速率为2mm／min；悬臂梁缺口冲击强1试验部分度按GB／T1943—2OO7测试。熔体流动速率测试按照GB／T36822O08标准，测试温度230℃，1．1原料负载2．16kg；热失重分析在氮气保护下，氮气流PP。J340，盘锦华锦乙烯有限责任公司；Ev人，速为6OmL／mi

6、n，其升温速度为10℃／rain，温度Ev八一l8，乙酸乙烯酯质量分数18，东莞市鸿君塑胶为25～550℃。SEM测试按GB／T165942008原料有限公司；x和C，短切3mm，海宁安捷复合材标准，试样经过液氮冷冻脆断进行喷金处理后料有限责任公司；Na()H，分析纯，天津市科密欧化学测试。试剂有限公司；硅烷偶联剂，KH550，南京道宁化T有限公司；无水乙醇，优级纯，天津市光复科技发展有限2结果与讨论公司；浓硫酸，天津市瑞金特化学品有限公司；甲酸，分析纯，天津科密欧化学试剂有限公司。2．1未改-眭纤维对PP／EVA力学性

7、能的影响1．2设备表1为X和C两种纤维比例对PP／EVA复电热干燥箱(202～00A)及高速万能粉碎机合材料力学性能的影响。(FW100)，天津市泰斯特仪器有限公司；双辊开炼表1未改性纤维对PP／EVA复合材料力学性能的影响机，SK一160B16O×320mm，上海思南橡胶机械有一与鼹≯誓擅伸强弯霸瞩鬻ll—i坤茜■。限公司；平板硫化机．QIB一50D／Q，江苏无锡市中Ji毖魔／胁，宸P簟糜，(≮撼焉)凯橡塑机械有限公司；万能制样机。HY—W，河北省承德试验机厂；微机控制电子万能机，RGT一5，深圳市瑞格尔仪器有限公司；

8、液晶显示冲击试验机，RXJ一50。深圳市瑞格尔仪器有限公司；熔融指数仪，XRZ一400，吉林大学仪器厂；热失重仪(TGA)，Q5()，美国TA仪器；扫捕电镜(SEM)，JSM一6460IV，日本电子公司。1．3试样制备1．3．1纤维处理从表1可以看出，X和C质量比由1：1变化配制浓度为1mol／I的硫酸溶液，将5g的