短玻纤增强聚丙烯注射压力对微观结构和力学性能影响1

玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的力学性能摘要：本文论述了玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的力学性能，主要包括材料的拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度、弯曲模量和缺口冲击强度。

并分析了复合材料力学性能与玻璃纤维含量之间的关系，最后将复合材料与ABS的力学性能进行比较，发现玻璃纤维增强的聚丙烯复合材料可以替代ABS应用于一些受力领域。

关键词：玻璃纤维；聚丙烯；力学性能；ABS1.引言聚丙烯是一种综合性能十分优异的热塑性通用塑料，其具有易加工、密度小、生产成本低等特点，所以聚丙烯在家用电器、日常用品包装材料、汽车工业等行业有着广泛的应用，成为近些年来增长速度最快的塑料之一。

然而聚丙烯也有一些缺点，比如：抗蠕变性差、熔点较低、尺寸稳定性不好、热变形温度低、低温脆性等，制约了其作为工程受力材料的应用。

聚丙烯的一般性能如表1所示[1]。

如果想提高聚丙烯的耐热性和冲击强度，拓宽其应用范围，就应对聚丙烯进行改性[2, 3]。

表1 聚丙烯的一般性能[1]Tab. 1 The properties of polypropylene性能数据拉伸强度/Mpa 29断裂伸长率/% 200~700弯曲强度/Mpa 50~58.8压缩强度/Mpa 45缺口冲击强度/（KJ/m2）5~10洛氏硬度80~110弹性模量/Mpa 980~9800玻璃纤维增强聚丙烯复合材料(GFRPP)是以热塑性树脂聚丙烯为基体，以长玻璃纤维为增强骨架的材料[4]，其性能与ABS 接近，但价格低于ABS 塑料。

目前，国内外已对GF 增强PP 做了大量研究［5, 6］。

玻璃纤维增强聚丙稀己广泛应用于汽车零部件、家电行业、飞机制造业等。

2.玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的力学性能材料的拉伸性能主要包括拉伸强度和拉伸模量。

拉伸实验中，试样直至断裂时所承受的最大拉伸应力称为拉伸强度。

拉伸模量是指材料在拉伸时的弹性。

在PP/GF复合材料中，GF起着骨架结构增强作用，以承担应力和载荷。

玻璃纤维增强聚丙烯树脂基复合材料的制备及性能研究摘要本文针对玻璃纤维增强聚丙烯树脂基复合材料，通过研究其制备工艺和性能，旨在提高该复合材料的机械性能和耐候性。

研究结果表明，合理的制备工艺可以显著改善复合材料的性能，提高其在各类应用中的实际效果。

1. 引言玻璃纤维增强聚丙烯树脂基复合材料是一种具有广泛应用前景的新型材料。

其独特的性能使其在航空航天、汽车制造、建筑等领域具有重要的应用价值。

然而，目前该复合材料的性能仍存在一些问题，如机械性能不够优异、耐候性不佳等。

因此，本研究旨在通过优化制备工艺，改进玻璃纤维增强聚丙烯树脂基复合材料的性能，提高其实际应用效果。

2. 实验部分2.1 材料准备选用聚丙烯树脂、玻璃纤维、增容剂、稳定剂和助剂作为制备聚丙烯树脂基复合材料的原材料。

其中，聚丙烯树脂作为基体树脂，玻璃纤维作为增强材料，增容剂和稳定剂用于调整材料的流动性和稳定性，助剂用于改善材料的特性。

2.2 制备工艺将聚丙烯树脂与增容剂、稳定剂和助剂按一定比例混合，并进行预热处理。

待混合物达到一定温度后，将玻璃纤维逐渐加入，并进行搅拌和熔融处理。

这样可以保证玻璃纤维与聚丙烯树脂充分接触，从而提高复合材料的增强效果。

随后，将熔融的复合材料注入模具，并进行压力和温度控制，以确保材料在固化过程中获得良好的物理性能。

2.3 性能测试对制备好的玻璃纤维增强聚丙烯树脂基复合材料进行性能测试，包括拉伸性能、弯曲性能、冲击性能和耐候性等指标。

采用标准的测试方法和仪器对材料进行测试，并与传统聚丙烯树脂进行对比。

3. 结果与讨论经过优化的制备工艺，制备了一系列玻璃纤维增强聚丙烯树脂基复合材料。

在性能测试中，与传统聚丙烯树脂相比，该复合材料具有明显的优势。

3.1 机械性能拉伸性能和弯曲性能是衡量复合材料力学性能的重要参数。

实验结果显示，经过优化处理的复合材料在拉伸和弯曲试验中表现出较高的强度和刚度。

这是由于玻璃纤维的加入使复合材料的增强效果显著，有效地提高了其抗拉强度和抗弯强度。

玻璃纤维增强塑料力学性能分析与应用玻璃纤维增强塑料（GFRP）是一种具有优异力学性能的复合材料，由玻璃纤维和塑料基体组成。

它的广泛应用领域包括航空航天、汽车制造、建筑结构等。

本文将从材料的力学性能、制备工艺和应用等方面进行分析和探讨。

首先，我们来看一下GFRP的力学性能。

由于玻璃纤维的高强度和刚度，以及塑料基体的韧性和耐腐蚀性，GFRP具有优异的综合力学性能。

在拉伸强度方面，GFRP的强度可以达到几百MPa，远远高于普通塑料。

而在弯曲强度方面，GFRP的表现也非常出色，能够承受较大的弯曲应力而不断裂。

此外，GFRP还具有较好的疲劳性能和抗冲击性能，这使得它在复杂工况下的应用更加可靠。

其次，制备工艺对GFRP的力学性能有着重要影响。

常见的制备工艺包括手工层叠、预浸法和注塑成型等。

手工层叠是最传统的制备方法，但由于工艺复杂、生产效率低和产品质量难以保证等问题，逐渐被其他工艺所替代。

预浸法是一种将玻璃纤维预先浸渍于树脂中，然后通过热固化得到成品的方法。

这种工艺可以提高产品的质量和生产效率，但成本相对较高。

注塑成型是一种将玻璃纤维和树脂混合后注入模具中成型的方法，可以实现大规模、高效率的生产。

不同的制备工艺会对GFRP的力学性能产生不同的影响，因此在实际应用中需要根据具体情况选择适合的工艺。

最后，我们来看一下GFRP在实际应用中的情况。

由于其优异的力学性能和轻质化特点，GFRP在航空航天领域得到了广泛应用。

例如，飞机的机身和翼面板等结构部件常采用GFRP材料制造，可以降低飞机的重量，提高燃油效率。

在汽车制造领域，GFRP也被用于制造车身和零部件，可以提高汽车的安全性和燃油经济性。

此外，GFRP还可以用于建筑结构的加固和修复，提高结构的抗震性能和耐久性。

综上所述，玻璃纤维增强塑料具有优异的力学性能，广泛应用于航空航天、汽车制造和建筑结构等领域。

在实际应用中，需要根据具体要求选择合适的制备工艺，以确保产品的质量和性能。

碱性溶液中玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的耐久性研究引言：近年来，玻璃纤维增强聚丙烯复合材料在工程领域中得到广泛应用，其优异的物理和力学性能使其成为一种备受关注的材料。

然而，在某些工况下，如碱性环境下的长期使用，其耐久性会受到一定的挑战。

因此，本研究旨在探究碱性溶液中玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的耐久性，并提出相应的改进策略。

1. 研究背景1.1 玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的特性玻璃纤维增强聚丙烯复合材料具有优异的刚性、强度和耐腐蚀性能，被广泛应用于航空航天、汽车制造以及建筑领域等。

1.2 碱性环境对复合材料的挑战在一些工程应用中，如土木工程或化工装备等，复合材料常常暴露在碱性环境下，碱性介质可能对复合材料的性能造成一定的影响。

2. 溶液中复合材料耐久性的研究方法2.1 实验设计选择玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的典型样品，制备试件并将其置于碱性溶液中；设定不同的实验时间，周期性检测试样的性能变化；运用适当的实验手段，如扫描电镜、拉伸试验等，评估材料性能的变化。

3. 碱性环境导致的复合材料性能降低的机理3.1 碱性物质对聚合物基质的侵蚀作用碱性溶液中的氢氧根离子（OH-）能与聚合物基质发生化学反应，破坏聚合物分子的结构，导致材料的机械性能下降。

3.2 碱性物质对纤维增强体的影响碱性环境下，纤维表面可能发生腐蚀和溶解，导致纤维与基体之间的粘结弱化，进而导致材料的强度降低。

4. 改进策略4.1 变性改性在制备玻璃纤维增强聚丙烯复合材料时，可以引入一些改性剂，如填料表面改性剂、增强纤维表面改性剂等，以提高材料抗碱性的能力。

4.2 涂层保护在复合材料的表面涂覆一层具有抗碱性的保护涂层，能够有效地隔离材料与碱性介质的直接接触，减缓材料的腐蚀速度。

4.3 界面增强优化纤维与基体之间的界面粘结，通过改进粘接剂的选择和交联处理等方法增强纤维与基体之间的结合力，提高材料的耐久性。

5. 结论通过对碱性溶液中玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的耐久性进行研究，可以得出如下结论：在碱性环境中，玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的耐久性受到一定的影响，主要体现在力学性能的降低；碱性物质对聚合物基质和纤维增强体均具有一定的侵蚀作用；通过引入改性剂、涂层保护和界面增强等策略，可以有效提升复合材料在碱性环境下的耐久性。

文章编号:100023851(2002)0120012205收稿日期:2001201202;收修改稿日期:2001204227基金项目:浙江工业大学科学研究中心(gc 199905)和联邦德国吕贝克应用科技大学学术交流基金项目作者介绍:钟明强(1963),男,教授,博士,主要从事聚合物共混改性及复合材料研究。

短碳纤维增强注塑聚醚醚酮复合材料微观结构与力学性能研究钟明强1,益小苏2,Jacobs O 3(1.浙江工业大学高分子材料与工程研究所,杭州310014;2.浙江大学高分子复合材料研究所,杭州310027;3.Fachhochschule L uebeck ,23562L uebeck ,Ger m any )摘　要:　实验结果表明:短碳纤维增强注塑聚醚醚酮(CF PEEK )注塑板材中存在“皮2芯”次层微结构,用金相显微镜可以表征CF 取向度不同的皮层和芯层的厚度,整板材料的力学性能可以根据皮层及芯层的厚度及其强度按“混合规则”计算。

D SC 法及热烘箱法研究表明,碳纤维取向结构和PEEK 在皮层和芯层中的结晶度差异导致了板材内存在较大的内应力。

关键词:　聚醚醚酮;短碳纤维;注塑;微观结构;力学性能中图分类号:　TB 332 文献标识码:AM I CR OSTRUCTURE AND M ECHAN I CAL PR OPERT Y OF SH ORT CARB ON F I BERRE I NF ORCE D I NJECTI ON -MOULD E D PEEK COM POSI TESZHON G M ing 2qiang 1,Y I X iao 2su 2,Jacobs O3(1.In stitute of Po lym erM aterials and Engineering ,Zhejiang U n iversity of T echno l ogy ,H angzhou 310014,Ch ina ;2.In stitute of Po lym er Compo sites ,Zhejiang U n iversity ,H angzhou 310027,Ch ina ;3.Fachhoch schule L uebeck ,23562L uebeck ,Ger m any )Abstract :　Experi m en tal results p roved that subm icro structure ex isted in sho rt carbon fiber rein 2fo rced in jecti on 2moulded po lyetherether ketone (PEEK )compo sites .T he th ickness of sk in and co re layers could be characterized by the m etall ograph ic op tical m icro scope.M echan ical p roperties of the full p late could be calculated by the rule 2of 2m ix ture app roach ,in w h ich the separately deter m ined ten 2sile strength and elastic modulus of the sk in and co re layers w ere com bined w ith regard to their rela 2tive con tributi on to the full th ickness of the o riginal sa mp le .T he great ther mo 2stress and an is o trop ic m echan ical p roperties bet w een the sk in and co re layers resulted from differen t fiber o rien tati on s and PEEK crystallin ities.T herefo re ,co rrelati on of subm icro structure and m echan ical p roperties of sk in and co re layersw ith the p rocessing conditi on and mould configurati on s beca m e one of the mo st i m po r 2tan t w o rk fo r the p roduct design of sho rt fiber reinfo rced in jecti on 2moulded p lastics compo sites .Key words :　PEEK ;sho rt carbon fiber ;in jecti on 2moulding ;m icro structure ;m echan ical p roperties 聚醚醚酮(PEEK )是一种力学性能、耐化学药品性、耐辐射和耐燃烧性能优良的特种热塑性工程塑料[1～2],其玻璃化温度(T g )约为140℃,熔点(T m )约为340℃[3]。

玻璃纤维增强聚丙烯复合材料热行为研究摘要本文通过应用DSC方法研究了玻璃纤维增强聚丙烯复合体系结晶热行为，并做了短玻璃纤维增强PP和玻璃纤维毡增强PP的热行为对比研究。

结果表明：玻璃纤维的引入改变了聚丙烯的结晶温度和结晶度，对聚丙烯的结晶有成核作用，短玻璃纤维的成核作用强于玻璃纤维毡。

关键词聚丙烯玻璃纤维等温结晶非等温结晶热行为引言热塑性树脂的复合材料具有容易成型、可回收等许多优点，随着环保意识的增强，该材料越来越受到人们的关注。

玻璃纤维(GF)增强热塑性复合材料具有抗损伤能力强、断裂延仲率高、断裂韧性好、成本低等优点，尤其是用中长GF与聚丙烯 (PP)微粒，通过成毡工艺将GF和PP混合制成GMT一PP( Glass Mat Reinforced Polypropylene)片毡，将这种片毡材料经过预热后模压或冲压成型，冷却后脱模得到的复合材料制晶，被大量应用于众多领域。

其优点为：（1) GF 和PP是价格低廉的材料；（2) PP密度低、韧性好、阻尼性好；(3)PP可一次加工回收再利用，不污染环境；( 4)成型工艺过程简单，成型周期短。

但是PP是半结晶非极性的聚合物，其分子链不具备高反应活性的极性基团，与GF复合后界面强度低，影响GMT - PP综合性能的发挥。

PP表面经接枝改性，可以提高PP 表面的极性，增强PP与GF的界面结合力。

结晶形态及结晶度直接影响高分子材料的性能，控制结晶度及结晶形态是控制材料性能的有效措施。

对于玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，由于纤维的引入，基体聚丙烯的结晶过程变得复杂，本文对SFT和GMT分别进行结晶行为研究，探讨玻璃纤维的引入及形式对基体聚丙烯结晶行为的影响。

一、实验部分1原材料聚丙烯(PP) ， Y 1600，上海石化塑料厂；接枝马来酸酚的改性聚丙烯(MAH-P)，自制；短切玻璃纤维(S-F)，欧文斯平-宁公司；玻璃纤维毡(M-GF)，南京玻璃纤维研究院；各种助剂，工业晶。

研究与开发CHINA SYNTHETIC RESIN AND PLASTICS合 成 树 脂 及 塑 料 ， 2022， 39（6）： 21聚丙烯（PP）是目前应用最广、产量增长最快的树脂之一。

近年来，通过对PP进行化学和物理的改性研究，不仅克服了其耐寒性能差、收缩率大、尺寸稳定性差等缺点，而且实现了高质量、高附加值PP的开发。

对PP进行增强改性是保留其组分主要特性、通过复合效应获得高强度的重要改性方法［1-2］。

其中，采用玻璃纤维（GF）增强更能突出“轻质高强”的特色，满足PP在汽车、冰箱、空调等制冷机器中的风扇，高转速洗衣机的内桶、波轮［2-4］以及矿用工程制件的应用。

PP 1100N是采用Novolen气相法生产的中流动性煤基均聚PP，适用于注塑成型工艺，主要用于制作桌椅、家电、日用品等［5］。

与市场上HP500N和K1008等同类通用注塑牌号在纤维增强改性产品、家电用品、玩具、板条箱等方面的应用相比，1100N的应用领域相对较窄，报道较少。

本工作以短切GF DOI：10.19825/j.issn.1002-1396.2022.06.05玻璃纤维增强煤基聚丙烯的性能李丽英，郑鹏程，王居兰，王 林（国家能源集团宁夏煤业有限责任公司煤炭化学工业技术研究院，宁夏 银川 750411）摘要：以短切玻璃纤维（GF）为增强材料，马来酸酐接枝聚丙烯（PP-g-MAH）为相容剂，采用双螺杆挤出机制备了GF增强聚丙烯（PP）1100N，研究了其强度、模量、耐热性能、微观形貌和流变性能等。

结果表明：GF显著提高了PP 1100N的力学性能和负荷变形温度，而PP-g-MAH使PP/GF复合材料的界面黏结作用增强，力学性能进一步提高；添加GF使PP/GF复合材料的熔体流动速率（MFR）大幅降低，但PP-g-MAH使PP/GF复合材料的MFR同比增大，这与其在试样熔体状态下的增塑作用有关；GF的添加增大了复合材料的复数黏度受剪切速率影响的敏感性，在相同的实验温度条件下，较纯PP更难恢复形变。

40Vol.36 No.8 (Sum.196)Aug 2008理论与研究文章编号：1005-3360（2008）08-0040-05摘　要 :研究了玻纤（GF ）、SEBS 和聚丙烯接枝马来酸酐（PP-g-MAH ）用量对GF 增强聚丙烯复合材料性能的影响，以及PP/GF （65/35）、PP-g-MAH /PP/GF （15/65/35）的微观形态。

结果表明：随着GF 用量的增加，复合材料的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量增加，断裂伸长率降低，冲击强度先减小后增大，PP/GF 复合材料断面呈脆性断裂；在PP/GF 中添加增韧剂SEBS 可以提高复合材料的冲击强度，但拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度和弯曲模量均减小；在PP/GF 中添加增容剂PP-g-MAH ，可使其拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度、弯曲模量和冲击强度均得到提高，当PP-g-MAH/PP/GF 为15/65/35时，复合材料性能优异，材料断面呈韧性断裂。

玻纤增强聚丙烯复合材料性能研究Study on Properties of Glass Fiber Reinforced PolypropyleneComposite聚丙烯（PP ）具有良好的性能，且密度小，成本低，产量大，性价比高，化学稳定性好，易于加工成型和可回收利用。

然而PP 的成型收缩率大，对缺口十分敏感，低温易开裂，冲击性能差，限制了其在一些场合的应用。

为了改善PP 的性能，进一步扩大PP 的使用范围，本文通过玻纤（GF ）、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SEBS ）和聚丙烯接枝马来酸酐（PP-g-MAH ）对PP 的改性研究，制得了性能优异的GF 增强PP 复合材料。

1 实验部分1.1 主要原料2008年 8月 第36卷 第8期（总第196期）玻纤增强聚丙烯复合材料性能研究聚丙烯（PP），K8303，北京燕山石化公司；玻纤（GF），ER-12-988，浙江桐乡巨石集团公司；聚丙烯接枝马来酸酐（PP-g-MAH），接枝率0.7%，熔体流动速率12g/10min，南京聚隆化学公司；SEBS，HY-502，巴陵石化有限公司。

玻纤增强聚丙烯复合材料研究进展玻纤增强聚丙烯复合材料是一种常见的增强复合材料，通过将玻璃纤维与聚丙烯树脂相结合，可以获得具有优良力学性能和热稳定性的复合材料。

随着科学技术的快速发展，玻纤增强聚丙烯复合材料的研究也取得了长足的进展。

接下来，我们将对玻纤增强聚丙烯复合材料的研究进展进行详细介绍。

首先，随着纳米技术的发展，人们开始研究纳米颗粒对玻纤增强聚丙烯复合材料性能的影响。

研究发现，添加纳米颗粒可以显著提高复合材料的力学性能和热稳定性。

例如，添加纳米氧化硅可以提高复合材料的屈服强度和断裂韧性，而添加纳米氧化铝可以提高复合材料的耐热性能。

此外，纳米颗粒的加入还可以提高复合材料的抗老化性能和耐化学腐蚀性能。

其次，研究人员还对玻纤增强聚丙烯复合材料的界面改性进行了深入研究。

界面改性是指在玻纤表面涂覆一层化学相容性较强的改性剂，以增强玻纤与聚丙烯之间的相互作用力，从而提高复合材料的综合性能。

界面改性一般使用有机硅改性剂，例如环氧硅烷和聚二甲基硅氧烷。

研究发现，界面改性可以显著提高复合材料的力学性能和耐热性能，并且可以减少纤维的脱粘和断裂现象。

此外，人们还对玻纤增强聚丙烯复合材料的可再生利用进行了研究。

目前，大量的废旧聚丙烯制品被丢弃，导致环境污染和资源浪费。

因此，研究人员开始研究将废旧聚丙烯制品回收并用于制备玻纤增强聚丙烯复合材料的方法。

研究发现，回收的废旧聚丙烯制品可以通过适当的处理和改性，制备出具有良好力学性能的复合材料。

这种方法不仅可以有效利用废旧资源，还可以减少对原材料的需求，达到可持续发展的目标。

综上所述，玻纤增强聚丙烯复合材料的研究在纳米技术的引领下取得了显著的进展，包括纳米颗粒的添加、界面改性和可再生利用等方面。

未来，随着科学技术的不断进步，玻纤增强聚丙烯复合材料的研究将进一步推进，以满足社会对高性能、环保和可持续发展的需求。

２０３０４０５０玻璃纤维含量／％短纤维增强长纤维增强长、短纤维增强ＰＰ在一定温度（８０℃）下弯曲强度的比较图２长纤维增强ＰＰ注塑样断面ＳＥＭ照片图３短纤维增强ＰＰ注塑样断面ＳＥＭ照片２０３０４０５０短纤维增强长纤维增强玻璃纤维含量／％１６５１６０图４不同比例纤维含量增强ＰＰ热变形温度变化塑性塑料更优异的热性能。

热变形温度的比较玻璃纤维增强聚丙烯的性能研究作者：崔峰波， 曹国荣， CUI Fengbo， CAO Guorong作者单位：巨石集团有限公司,巨石集团玻璃纤维研究院,浙江省玻璃纤维研究重点实验室,桐乡,314500刊名：玻璃纤维英文刊名：FIBER GLASS年，卷(期)：2011(1)被引用次数：1次1.吕召胜长纤维增强热塑性塑料的制备方法与成型工艺研究[期刊论文]-工程塑料应用 2008(10)2.鸿章长纤维增强热塑性塑料可循环利用 20083.庄辉长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的力学性能[期刊论文]-塑料科技 2007(05)4.张晓明纤维增强热塑性复合材料及其应用 20075.李华长玻璃纤维增强热塑性复合材料研究[期刊论文]-工程塑料应用 2008(04)6.庄辉基体树脂对长玻璃纤维增强PP力学性能的影响[期刊论文]-合成树脂及塑料 2007(03)1.何巧玲.阮金刚长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料力学性能的研究[会议论文]-20092.方鲲.张国荣.吴丝竹.李玫长玻璃纤维增强增韧聚丙烯的动态流变性能研究[会议论文]-20093.庄辉.刘学习.程勇锋.戴干策.Zhuang Hui.Liu Xuexi.Cheng Yongfeng.Dai Gance长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的力学性能[期刊论文]-塑料科技2007,35(5)4.庄辉.刘学习.程勇锋.戴干策.Zhuang Hui.Liu Xuexi.Cheng Yongfeng.Dai Gance长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的韧性[期刊论文]-合成树脂及塑料2006,23(6)5.夏涛玻纤毡浸润剂用PVAc成膜剂乳液的研制[期刊论文]-玻璃纤维2003(3)1.田永.韦俊车用聚丙烯及其复合材料的性能与应用[期刊论文]-汽车零部件 2012(6)本文链接：/Periodical_blxw201101003.aspx。