[01278571]连续无碱玻璃纤维/聚丙烯长丝共挤复合直接粗纱成形制备复合材料

为了适应汽车工业、航空航天工业、交通、建筑、环保等领域的发展需要，各种轻质、高强、高韧性先进复合材料得到了迅猛发展。目前，世界上对纤维增强塑料的复合材料70％以上是采用热固性树脂制造，这类树脂对环保不利，在贮存、搬运和使用时易发生火灾和有害健康，特别是采用接触成形时产生的苯乙烯蒸气必须加以严格控制，解决的办法之一是使用热塑性塑料来制造复合材料。由连续的无碱玻璃纤维(EGF)和聚丙烯(PP)长丝分别在线纺丝、均匀平铺、共挤混合组成连续复合直接粗纱，理想目标是达到每根玻璃长丝周围均匀分布聚丙烯长丝，同样，每根聚丙烯长丝周围也均匀分布玻璃长丝。这种复合纤维可用低压力模塑成形为均质的结构，制成大面积制品，大大降低热塑性复合材料的成本。该材料抗冲击性、耐磨性强、耐环境和耐腐蚀性，特别是耐水性优异，且可以回收。 目前，我国较为成熟的玻璃纤维增强热塑性复合材料，根据其玻璃纤维增强方式的不同，分为短玻纤（SFT）、长玻纤（LFT）和玻璃纤维毡（GMT）增强三种类型。SFT不适用于对材料性能要求较高的场合，LFT的玻纤长度在4mm左右，GMT是长纤维毡增强热塑性复合材料，性能比前二者有了很大进步，但由于热塑性塑料熔融后，粘度高，玻璃纤维含量提不高，而连续无碱玻璃纤维/聚丙烯长丝复合直接纱由于采用玻璃长丝与热塑性塑料长丝单向排列均匀复合，玻璃纤维含量可增至60-75％，抗拉强度、抗拉模量、弯曲强度和抗冲击强度明显提高，是GMT的数倍，制品加工温度、压力大大降低，从而加工成本下降。 本项目研究玻璃长丝与聚丙烯长丝分别挤出、拉伸、定型、复合的整个成型过程的机理，使复合纤维的成型能顺利进行且混合均匀；由于复合直接纱中二种组分是以单丝的形式均匀混合，其均匀性比GMT高，玻纤含量也比GMT高，但二种材料的比表面将大大增加，界面含量相对于GMT、SFT、LFT有所提高。二种材料的界面是复合材料极为重要的微结构，它是外加载荷从基体向增强材料传递的纽带，只有形成有效的界面粘结才能产生优异的性能。引入合适的偶联剂，使聚丙烯与玻纤表面形成化学键，使二种纤维间形成牢固的粘结。以获得低成本、无污染、高强度、高模量、高韧性的新颖复合材料。 复合材料的力学性能： 1、拉伸强度：400Mpa, 拉伸模量：40Gpa ； 2、弯曲强度：200Mpa； 3、冲击强度：200KJ/m2。