万明，方立，周天睿，周晓东

（华东理工大学化学工程联合国家重点实验室，上海 200237）

聚丙烯自增强复合材料层压板的制备和性能研究*

万明，方立，周天睿，周晓东

（华东理工大学化学工程联合国家重点实验室，上海 200237）

以聚丙烯树脂为基体，聚丙烯纤维织物为增强体，采用层压成型工艺制备了聚丙烯自增强复合材料层压板。研究了成型温度、成型压力、成型时间和纤维含量等工艺参数对聚丙烯自增强复合材料层压板拉伸和弯曲性能的影响规律，并采用差示扫描量热（DSC）仪和扫描电子显微镜（SEM）对其进行了热分析和形态结构的表征。结果表明，当成型温度为175℃，成型压力为10 MPa，成型时间为15 min，纤维含量为60%时，聚丙烯自增强复合材料层压板的力学性能达到最大值，其拉伸强度为（125.76±0.77） MPa，弯曲强度和弯曲弹性模量分别为（30.77±0.70） MPa和（1 795.46±75.95） MPa；从DSC图和SEM图观察到成型温度为175℃时聚丙烯纤维表面发生了熔融，有利于纤维和树脂之间的界面粘结力的增强。

聚丙烯；自增强复合材料；层压；界面

聚丙烯的原料来源广泛，价格低廉，是大规模应用的树脂之一，但聚丙烯本身也具有一些缺点，如低刚度、低强度等。在聚丙烯中加入一些增强材料，如玻璃纤维、纳米碳酸钙等，能够显著地改善材料的性能［1-2］。这类复合材料都为多组分材料，不可避免地会带来一些问题，如界面问题和材料的回收利用问题［3］。在这种情况下，自增强复合材料应运而生。1975年， N. J. Capiati等［4］首次提出单聚合物复合材料（也称之为自增强复合材料）的概念，他们用低弹性模量、低熔点的聚乙烯树脂和高弹性模量、高熔点的聚乙烯纤维首次合成了聚乙烯单聚合物复合材料。……