竹原纤维丙纶纬编针织复合材料的制备及拉伸性能研究.pdf

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1、学校代码：10255学号：2080057竹原纤维／丙纶纬编针织复合材料的制备及拉伸性能研究PreparationandTensilePropertiesofWeft·knittedCompositeswithBambooandPolypropyleneFiber专业：作者：指导教师：答辩日期：2011年1月7日东华大学学位论文原创性声明0IllliqllLllllllllUllllllllllllllllltllllllllY2135621本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容外，本论文不

2、包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：督愿携日期：y11年1月7日东华大学硕士学位论文第一章绪论1绪论1．1热塑性复合材料发展现状1．1．1热塑性复合材料简介复合材料通常是将高强度、高模量的增强材料和低强度、低模量、韧性的基质材料经过一定的成型加工方法制成。从许多方面看，纤维增强的聚合物复合材料是其中最为重要的一类。根据纺织品纤维结构的不同，有机织物、针织物、三维编织物以及非织造布之分【lJ；根据刚性大小的不同，还可以将纤维复合材料分为两类：热固性复合材料和热塑性复合材料【2

3、1。热塑性复合材料是以热塑性树脂为基体以纤维为增强材料而制备的复合材料。不同种类的热塑性树脂、不同种类的纤维制备的复合材料，其性能差别很大pj。热塑性复合材料按性能可分为普通热塑性复合材料和高性能热塑性复合材料两类。普通热塑性复合材料是采用玻璃纤维作为增强体，聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、尼龙等作为基体复合材料。高性能热塑性复合材料是指用连续的碳纤维、芳纶纤维、强度玻璃纤维等高性能纤维作为增强体，聚醚醚酮、聚苯硫醚、热塑性聚酰亚胺、聚醚砜【4。7】等高性能热塑性树脂作为基体的复合材料。热塑性复合材料相对于传统的热固性复合材料来说有以下的优点【8。101：(1)热塑性复合材料具有较强的柔韧性、抗冲

4、击性能和抗破坏性能。(2)热塑性复合材料抗化学和环境腐蚀的能力强，固化过程中不发生化学反应，可以进行快速加工。(3)热塑性复合材料预浸料可长期保存，具有优良的综合性能。在高温高压的情况下仍然可以保持良好的力学性能。(4)成型方法多、生产效率高，制品可以重复加工再生利用。1．1．2热塑性复合材料的制备工艺由于热塑性树脂熔融温度高、化学性能稳定，其复合材料成型加工与热固性复合材料有很多不同之处【11】。预浸、成型等每一个阶段对设备和工艺都有特殊的要求，如制备热塑性预浸料，采用热固性预浸料常用的熔融法、溶液法难度较大，因而出现了悬浮法、粉末法等特殊的预浸工艺。1．1．2．1预浸料的制备东华大学硕士

5、学位论文热塑性树脂的熔体粘度很高，一般大于100Pa·S，难以使增强纤维获得良好浸渍【121。因此制备热塑性复合材料的关键技术是解决热塑性树脂对增强纤维的浸渍。各国对此进行了大量的研究，主要开发了熔融浸渍、悬浮浸渍、粉末浸渍、纤维浸渍、原位聚合以及薄膜镶嵌等多种制备技术。熔融浸渍法【8】是先将树脂加热熔融，纤维通过熔融树脂得到浸渍。悬浮预浸法是根据树脂情况选定合适的悬浮剂配成悬浮液。纤维通过悬浮液使树脂粒子均匀地分布在纤维，然后加热烘干悬浮剂，同时使树脂熔融浸渍纤维得到预浸带。粉末预浸法【13】是纤维预先经过扩散器被空气吹散后进入流化床中，带静电的树脂粉末很快沉积于接地的纤维上，沉积量由流化

6、床电压和纤维通过的速度控制，再经烘炉加热熔化。纤维混杂法【14】是将热塑性树脂纺成纤维或薄膜带，然后根据含胶量的多少将一定比例的纤维与树脂纤维束紧密地合并成混合纱，再通过一个高温密封浸渍区使树脂和纤维熔成连续的基体。原位聚合法【l5J是利用单体或预聚体初始分子量小、粘度低及流动性好的特点，纤维与之一边浸润、一边反应，从而达到理想的浸渍效果。薄膜镶嵌法【16】是先将热塑性树脂热熔制成衬有脱膜纸的薄膜。铺层时，撕去脱膜纸与增强纤维之间的间隔薄膜，然后加热加压将树脂压入纤维区。1．1．2．2成型工艺采用上述工艺制备的热塑性复合材料只是半成品——预浸料，通过进一步成型加工才可制得最终产品。热塑性树脂

7、基复合材料的成型方法主要是从热固性树脂基复合材料成型技术借鉴而来，按照所用的设备可以分为注塑成型、热压成型、真空模压成型工艺、纤维缠绕成型、辊压成型、垃圾成型及树脂注射成型等。注射成型【17】是生产短纤维增强塑料的主要方法。热压成型【18】是一种快速、批量成型热塑性树脂基复合材料制品的工艺方法。真空模压成型工艺是今年来以金属超塑性成型和热固性复合材料热压罐成型为基础，开发出的一种新型的适合于热塑性树脂基复合材