应用于笔记本电脑外壳的玻璃纤维/环氧树脂复合材料的设计及性能研究

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当今,笔记本电脑已经越来越普及化,人们在购买笔记本电脑时不仅会考虑其性能,更会注重其外观,笔记本的外观取决于外壳材质。然而,当今的几种笔记本电脑外壳,要么不利于环保等劣势因素即将面临淘汰,要么就是因为价格过于高昂而限制了笔记本的价格,针对的客户群体少,限制了市场。所以,开发新型的笔记本电脑外壳材质成为热点。新材料的笔记本电脑外壳需要达到物美价廉的需求。本文重点研究了玻璃纤维布的炭黑浸染工艺和玻璃纤维布增强环氧树脂的复合材料模压工艺,分别对浸染工艺和模压工艺进行了评价,选取最优方案的工艺,得到了着色均匀、稳定的黑色玻璃纤维布和性能优良的复合材料模压板,并验证了最优工艺选取的科学性和合理性。在玻璃纤维布的浸染工艺过程中,主要利用炭黑颗粒对玻璃纤维布进行浸染处理。主要对炭黑颗粒粒径、炭黑颗粒浓度、浸染时间和分散剂添加助剂四个单因素进行了试验和分析。对应的浸染工艺最优工艺方案为:炭黑颗粒研磨16h,炭黑颗粒浓度为质量分数百分比为0.8%,浸染时间为60min,添加水溶性环氧树脂5%。在复合材料模压工艺中,主要运用硫化机对黑色玻璃纤维布和环氧树脂进行模压试验。首先分析了配比后的环氧树脂和固化剂的DSC曲线,得出环氧树脂和固化剂的最佳固化温度是96℃,再经过对模压压力、模压温度、模压时间和玻璃纤维层数四个因素的变化调整,制得不同厚度的样品,再根据样品的厚度筛选出适合应用于笔记本电脑外壳的两组,对其进行抗冲击试验分析以及抗拉伸试验分析,确定模压温度为96℃,模压时间为2h,模压压力为40Kg,制得厚度为1.90mm的样品的冲击韧性是11.086kJ/m2,得到较好的抗冲击性能。模压温度为96℃,模压时间为1h,模压压力为0.7Mpa,制得厚度为0.96mm的样品的拉伸强度是171.14Mpa,得到较好的抗拉伸性能。
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