碳纤维增强PE-UHMW木粉复合材料的力学性能.pdf

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1、36第42卷，第1期工程塑料应用Vo1．42．No．12014年1月ENGINEERINGPLASTICSAPPLICArIONJan．2014doi：lO．3969／j．issn．1001-3539．2014．01．008碳纤维增强PE．UHMW／木粉复合材料的力学性能游志培，康美云，李大纲，邓巧云(南京林业大学材料科学与工程学院，南京210037)摘要：为了改善超高分子量聚乙烯(PEUHMW)的加工性能，提高其力学性能，以木粉和碳纤维为填料，制备了高填充量碳纤维增强PE—UHMW／木粉复合材料。研究了碳纤维含量对PE．UHMW／木粉复合材料弯曲性能、拉伸性能及动

2、态热机械性能的影响。研究结果表明，加入碳纤维可提高PE．UHMW／木粉复合材料的弯曲强度及拉伸强度。拉伸强度和弯曲强度都随着碳纤维的含量的增加呈现出先增加后减小的趋势。当碳纤维质量分数为3％时，弯曲强度达到最大值，为25．2MPa，比未加碳纤维时提高了46．5％。当碳纤维质量分数为2％时，弯曲强度达到最大值，为38．4MPa，比未加碳纤维时提高了27．1％。随着碳纤维含量的增加，复合材料的储能模量显著提高。碳纤维的加入使复合材料的损耗因子峰值增大。关键词：超高分子量聚乙烯；木粉；碳纤维；力学性能中图分类号：TQ325．12文献标识码：A文章编号：1001．3539(

3、2014)01．0036．04MechanicalPropertiesonCarbonFibersReinforcedPE—UHMW／WoodFlourCompositesYouZhipei，KangMeiyun，LiDagang，DengQiaoyun(CollegeofMaterialsScienceandEngineering，Na@ngForestryUniversity，Nanjing210037，China)Abstract：Inordertoimprovetheprocessingpropertiesandmechanicalpropertiesofu

4、ltrahighmolecularweightpolyethy1ene(PE-UHMW)，thewoodpowderandcarbonfiberswereusedasthefilledmaterials．HighfillercontentPE—UHMW／woodpowdercompositeswerepreparedbymixedmeltextrusionmethod．Theefectofcarbonfibercontentonflexuralproperties，tensilepropertiesanddynamicmechanicalpropertiesofth

5、ecompositeswereinvestigated．Theresultsshowthatthefiexuralstrengthandtensilestrengthofthecompositesareimprovedbyaddingcarbonfibers．Withtheincreasingofcarbonfibercontent，tensilestrengthandflexuralstrengthofthecompositesareincreasedfirstandthendecreased．Whenthemassfractionofcarbonfiberis3

6、％，flexuralstrengthofthecompositereachesthemaximumvalue(25．2MPa)，whichisimprovedby46．5％thanthatofcompositewithoutcarbonfibers．Whenthemassfractionofcarbonfibersis2％．thetensilestrengthofthecompositereachesthemaximumvalue(38．4MPa)，whichisimprovedby27．1％thanthatofthecompositewithoutcarbonfi

7、bers．Withtheincreaseofthecontentofcarbonfibers，storagemodulusofthecompositeisimprovedsignificantly．Carbonfiberscanincreaselossfactorpeaksofthecomposites．Keywords：ultra—highmolecularweightpolyethylene；woodflour；carbonfiber；mechanicalproperty木粉是木塑复合材料最常用的生物质填料，木A．Mahfoudh等[6】研究了木粉含量对PE