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GFRPP/LCP/PP-g-MAH复合材料及其热性能研究

2013-08-01李敬媛李又兵王恒兵

重庆理工大学学报(自然科学) 2013年10期
关键词:复合材料体系

史 文,李敬媛,李又兵,2,潘 燕,王恒兵

(1.重庆理工大学材料科学与工程学院,重庆 400054;2.重庆市模具技术重点实验室,重庆 400054)

玻璃纤维增强聚丙烯复合材料(GFRPP)由于具有良好的力学强度、尺寸稳定性等优点,被广泛应用在航空航天、船舶、车辆等多个领域[1-5]。但是GFRPP也存在一定的问题,如由于材料的黏度较大造成加工困难,以及具有“浮纤”和脆性较大等缺点。为了解决这些问题,学者们常使用一些方法对其进行改性,如在复合材料中加入相容剂[6],进行偶联剂处理[7],等离子处理玻璃纤维表面等。

液晶(LCP)具有良好的力学强度和韧性等优点,被应用在许多新型材料中[8]。在具有拉伸作用的加工条件下,LCP可以形成微纤结构,对复合材料有一定的增强作用[9-10]。Sayant Saengsuwan[11]对PP/LCP原位增强复合材料进行了研究。实验发现随着LCP含量的增加,材料的弹性模量得到了一定的提高。

在前期对PP/GF/LCP三元复合材料的研究中发现,加入5%LCP后,复合材料拉伸性能可以达到79.1 MPa,比 PP/GF(70/30)复合材料提高了 62.7%,冲击强度提高了 18.1%。刘涛等[12]研究了PP-g-MAH对PP/SiO2复合材料的改性,发现PP-g-MAH的加入可以提高材料之间的相容性,并对材料的结晶性能有一定的改善。本文为了提升体系的相容性,在复合材料中加入了不同比例的PP-g-MAH相容剂,主要对PP/GF/LCP/PP-g-MAH复合材料的热学性能及结晶性能进行了研究。

1 实验

1.1 材料

聚丙烯 PP F401,MFR=2.76 g/10 min,挤出级,中国兰州石化出品;聚丙烯接枝马来酸酐 PP-g-MAH,接枝率为 0.8%,为四维塑料;液晶(LCP),Vectra A950,MFR(290,2.16)=5.3 g/10 min,熔点 Tm=283℃,玻璃化转变温度 Tg=100℃;无规共聚酯,化学结构式如图1所示,美国泰科纳公司出品;玻璃纤维(GF),ECS 301CL,单丝直径为10 μm,单丝长度为4 mm,浸润剂含量为0.7%,含水率为0.05%,注射级,重庆国际复合材料公司出品。……

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