连续纤维增强热塑性复合材料结构与性能的研究

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本课题设计和制备了两大类不同结构的五种连续玻璃纤维增强聚丙烯复合材料,材料由面板层和芯层组成的,面板层材料均为连续玻璃纤维织物增强聚丙烯热塑复合材料,芯层材料分为两类:一类所用材料为短切玻璃纤维增强聚丙烯热塑复合材料,设计了三种不同面板质量百分比的试样,标记为A1、A2、A3;另一类芯层材料为中间夹有连续玻璃纤维网格布的聚丙烯,设计了采用普通流动性聚丙烯和高流动性聚丙烯两种材料的试样,标记为B1、B2。本课题测试了试样的拉伸、弯曲、缺口冲击强度力学性能,并对测试结果和破坏模式进行了分析研究。得出以下结论:1.以连续玻璃纤维和热塑纤维混纤织物作为面板的预浸料,用热压成型工艺,制得的不同结构的两大类连续纤维增强复合材料的外观良好,整体上复合材料的拉伸、弯曲、缺口冲击性能均优异。2.A类试样中,面板所占质量百分比高的试样的拉伸强度高;B类试样的面板质量百分比相同,采用高流动聚丙烯的试样其拉伸强度高于采用普通流动性聚丙烯的试样;弯曲强度主要受面板质量百分比控制,五种试样中面板质量百分比高的试样弯曲强度高;面板质量与芯层的质量相近的试样缺口冲击强度高。3.试样拉伸破坏过程中,A类试样的面板和芯层同时断裂,B类试样芯层中的网格与基体分层断裂。试样承受弯曲载荷时,B类试样出现明显分层破坏现象。缺口冲击破坏中,A类试样纤维各层均匀分层消耗能量传递应力,断口表面有明显的褶皱纹理层;B类试样,连续纤维网格布与基体界面有明显的分层现象。
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