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热塑性PP蜂窝夹层结构复合材料制备和性能

2020-04-21丁先锋杨桂生

工程塑料应用 2020年4期

丁先锋,杨桂生

[上海杰事杰新材料(集团)股份有限公司,上海 201108]

复合蜂窝夹芯板起源于仿生学,具有质量轻、比强度和刚度高、隔音、隔热、减震等特点,最早应用于航空、航天等对质量要求苛刻的构件。随着复合材料科学的发展,夹层结构复合板材的制备工艺日趋成熟,组成材料的成本不断降低,曾经只用于高科技领域的夹层板材逐渐向民用工业方向转型。夹层复合蜂窝夹芯板在建筑、汽车、包装、交通运输、家具和装饰装潢等民用领域得到了广泛的应用[1-4]。

传统纤维增强热固性蜂窝夹层结构的韧性较差,原材料不易保存,固化成型后不可回收利用[5]。近年来,热塑性蜂窝夹芯板的开发和应用越来越广泛,面层材料主要有玻璃纤维(GF)毡增强热塑性塑料片材、连续纤维增强热塑性塑料片材、GF增强聚丙烯复合纱织物,芯层材料为聚丙烯(PP)、聚碳酸酯(PC)等蜂窝[6-8]。按照平面投影形状,蜂窝芯可以分为正六边形、菱形、矩形、正弦曲线形和有加强带的六角形等[9]。热塑性蜂窝夹芯板的复合方式可以分为两类:一种是胶粘复合,一种是熔融复合[10]。周翔等[11]通过模压成型工艺制备了连续GF混编纱层合片材复合蜂窝板、连续GF单向片材复合蜂窝板和连续GF交叉片材复合蜂窝板,研究表明,平压性能仅与蜂窝芯结构有关,不随面板结构变化而变化,弯曲性能则随层数的增加呈现先递增后稳定不变的趋势。Ning Haibin等[12]采用PP/E-GF面板和PP蜂窝芯通过单膜片成型工艺制备了蜂窝夹心板,其破坏载荷达到了11.7 kN,符合美国公共交通协会(APTA)对车身板的静态载荷要求,热塑性复合材料车身板客车与传统的铝合金蒙皮和支撑钢筋的客车相比,质量减轻55%以上。……

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