碳纤维增强改性
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连续碳纤维增强PA6高性能复合材料的制备引言高性能复合材料是一种具有优异性能的新型材料,其中连续碳纤维增强聚酰胺6(PA6)复合材料是具有优异性能的一种复合材料。
它具有优异的机械性能、耐热性能和耐腐蚀性能,在航空航天、汽车制造、船舶制造和体育器材等领域有广泛的应用。
本文将介绍连续碳纤维增强PA6高性能复合材料的制备方法及其性能表现。
一、连续碳纤维增强PA6高性能复合材料的制备方法1. 材料准备连续碳纤维是制备连续碳纤维增强PA6复合材料的关键材料。
通常采用聚丙烯腈(PAN)纤维作为原料,经过改性、氧化和碳化等一系列工艺制备得到连续碳纤维。
还需要准备聚酰胺6(PA6)树脂、增容剂、表面处理剂等材料。
2. 复合材料制备将连续碳纤维与PA6树脂进行混合,在搅拌机中进行搅拌,以确保树脂充分渗透到碳纤维中。
然后,将混合物挤出成型,再经过热成型、冷却等工艺,最终得到连续碳纤维增强PA6复合材料。
3. 表面处理为了提高连续碳纤维和PA6树脂的界面结合力,需要对碳纤维表面进行处理。
常用的方法包括化学处理、等离子处理和表面涂层等,以增强碳纤维与树脂的结合强度,提高复合材料的性能。
4. 性能调节在制备复合材料的过程中,可以通过调节树脂的比例、碳纤维的含量、改性剂的种类和用量等手段,来调节复合材料的性能,以满足不同领域的需求。
二、连续碳纤维增强PA6高性能复合材料的性能表现1. 机械性能连续碳纤维增强PA6复合材料具有优异的机械性能,包括高强度、高模量和良好的耐疲劳性能。
其力学性能优于传统的金属材料,具有较高的载荷承受能力,适用于要求高强度和轻量化的应用场景。
2. 耐热性能PA6树脂具有良好的耐热性能,连续碳纤维增强PA6复合材料在高温环境下依然能保持稳定的性能。
这使得它在汽车引擎盖、航空航天部件等高温工作环境中有广泛应用。
3. 耐腐蚀性能碳纤维具有良好的耐腐蚀性能,再加上PA6树脂的耐化学性能,连续碳纤维增强PA6复合材料具有优异的耐腐蚀性能,适用于海水、化工腐蚀性较强的工作环境。
碳纤维增强环氧树脂复合材料性能与结构的研究碳纤维增强环氧树脂复合材料性能与结构的研究摘要:本文研究了E-44双酚A型环氧树脂固化体系的反应特性,以低分子聚酰胺树脂为固化剂,采用手糊成型螺栓加压工艺制备了复合材料,并以沥青基碳纤维为增强材料,研究了复合材料的常温力学性能、水煮后力学性能和固化过程的热分析,并对其拉伸断面进行了分析。
研究结果得出:E-44树脂基体粘度低、韧性好且适用期长,适合于手糊成型,缠绕成型等低成本的制造工艺,因此制得的EP/CF复合材料具有优良的力学性能;该复合材料也具有良好的界面粘接性(树脂对纤维的浸润性良好)、较低的空隙率且碳纤维分布均匀。
关键Carbon fibre reinforced epoxy resin composite materialproperties and structure of the researchAbstract: This paper studies the E-44 bisphenol A type epoxy resin curing system response characteristics, with low molecular polyamide resin as curing agent, the pressure molding paste hand bolt for the composite technology was studied, and the carbon fiber with asphalt to strengthen materials, the mechanical properties of the composite materials under normal temperature, boiled after the mechanical properties and the solidification process of thermal analysis, and the tensile section is analyzed. We can get this conclusions:E-44 resin matrix low viscosity, good toughness penguins applicable periods long, suitable for molding paste hand around the molding, the low cost manufacturing process, thus made EP/CF composite material with excellent mechanical properties; The composite material also has a good interface bonding sex (of the fibers infiltrating the resin good), low air void and carbon fiber distribution even.Keywords: epoxy resins; Carbon fiber; Composite materials; Mechanical propertie.目录1 前言 (1)1.1 课题背景 (1)1.1.1 复合材料定义 (1)1.1.2 EP/CF复合材料的应用 (1)1.2 双酚A型环氧树脂 (2)1.2.1 双酚A型环氧树脂的定义 (2)1.2.2 双酚A型环氧树脂的固化原理 (3)1.2.3 双酚A型环氧树脂的结构 (3)1.3 环氧树脂固化剂 (4)1.3.1 环氧树脂固化剂的定义 (4)1.3.2 环氧树脂固化剂分类 (4)1.3.3 环氧树脂固化剂发展趋势 (6)1.3.4低分子聚酰胺树脂(型号650) (7)1.4碳纤维 (8)1.4.1 碳纤维概述 (8)1.4.2 碳纤维的性能 (9)1.4.3 碳纤维的处理 (11)1.5 环氧树脂/碳纤维的增强机理 (13)1.6 选题的目的与研究意义 (13)2 实验部分 (15)2.1 主要实验原料及试剂 (15)2.2 实验原料的配比 (15)2.3 主要实验设备 (15)2.4 实验流程 (16)2.4.1 实验流程图 (16)2.4. 碳纤维处理 (18)2.4.3 环氧树脂/碳纤维复合材料的制备 (18)2.5 性能测试 (19)2.5.1 力学性能测试 (19)2.5.2 固化过程的热分析 (19)2.5.3 E-44环氧树脂固化过程的温度变化的研究 (19)2..4 碳纤维增强环氧树脂复合材料的微观结构的观察 (19)3 结果与讨论 (20)3.1 常温下处理的碳纤维增强复合材料的力学性能 (20)3.2 水煮后碳纤维增强环氧树脂复合材料的力学性能 (21)3.3 碳纤维处理时间的不同对复合材料的力学性能的影响 (22)3.4 力学性能的对比 (27)3.4.1 常温下复合材料的力学性能 (27)3.4.2 水煮后复合材料的力学性能 (27)3.5 固化过程的热分析 (27)3.6 E-44环氧树脂固化过程的温度升高研究 (28)3.7 碳纤维增强复合材料的断面的显微结构 (29)4 结论 (31)参考文献 (32)致谢 (33)1前言1.1 课题背景1.1.1 复合材料定义复合材料,是指把两种以上宏观上不同的材料,合理地进行复合而制得的一种材料,目的是通过复合材料来提高单一材料所不能发挥的各种特性。
几种常见的塑料改性技术(1)纤维增强。
长纤维增强热塑性塑料(UCRT)是新型轻质高强度工程结构材料,因其重量轻、价廉、易于回收重复利用,在汽车上的应用发展很快。
用天然纤维如亚麻、剑麻增强塑料制造车身零件,在汽车行业已经得到认可。
一方面是由于天然纤维是环保材料,另一方面植物纤维比玻纤轻40%,减轻车重可降低油耗。
用亚麻增强PP制作车身底板,材料的拉伸强度比钢要高,刚度不低于玻纤增强材料,制件更易于回收。
英国GKN技术公司用纤维增强塑料制造的传动轴,重量减轻50%-60%,抗扭性比钢大1.0倍,弯曲刚度大1.5倍。
塑料弹簧可明显减轻重量。
用碳纤维增强塑料(CFRP)制造的板簧为14kg,减轻重量76%。
在美国、日本、欧洲都已使用板簧、圆柱形螺旋弹簧实现了纤维增强塑料化,除具有明显的防振和降噪效果外,还达到轻量化的目的。
(2)增韧技术。
高分子结构材料的刚度(包括强度)和韧性是相互制约的两项最重要的性能指标。
因此,增强刚度的同时增强增韧的研究一直是高分子材料科学的难题。
中科院化学研究所高分子共混填充增强增韧新途径,该成果在解决高分子材料同时增强增韧的科学难题方面获得重要突破,在国内首次成功地制备出超高韧性聚烯烃工程塑料,为大品种通用塑料升级,为工程塑料以及工程塑料进一步高性能化提供了新途径。
教育部超重力工程技术研究中心研制成功国家“863”计划项目—“纳米CaCO3塑料增韧母料及其制备技术”。
这种母料可使PVC增韧改性,主要应用于PVC门窗异型材生产,也可应用于PVC管材、板材等其他硬制品的生产。
从发展趋势看,PVC塑料门窗大有全面取代钢窗和木质门窗之势。
目前国内PVC门窗异型材年生产能力为100万t,且呈不断上升之势。
采用纳米CaCO3塑料增韧母料生产PVC门窗异型材,不仅可以全面提高产品性能,而且每吨异型材成本可降低100多元。
同时,其应用领域还将向PP、ABS等塑料材料中扩展。
采用纳米CaCO3对PVC进行增韧改性是近年发展起来的非弹性体增韧塑料技术(无机刚性粒子增韧塑料技术),国内尚处于研究阶段。
碳纤维后处理工艺流程碳纤维是一种轻、强、高模量的新型纤维材料,具有优异的力学性能和化学稳定性,广泛应用于航空航天、船舶、汽车、体育器材等领域。
然而,碳纤维作为一种高性能材料,在生产过程中仍然需要进行后处理工艺,以提高其表面质量和增强其性能。
碳纤维后处理工艺涉及到表面处理、改性处理和功能化处理等环节,本文将详细介绍碳纤维后处理工艺流程。
一、碳纤维后处理工艺流程概述碳纤维后处理工艺是在碳纤维制备过程中的最后一个环节,主要目的是改善碳纤维的表面性质,提高其粘接性、润湿性、导热性等特性,进而增强其在复合材料中的应用效果。
碳纤维后处理工艺流程主要包括表面处理、改性处理和功能化处理三个环节,具体步骤如下:1.表面处理碳纤维的表面处理是后处理工艺的第一步,主要是利用物理或化学方法清洁碳纤维表面,去除尘埃、油脂和其他污染物,以确保后续处理工艺的顺利进行。
常用的表面处理方法包括喷砂、溶剂清洗、气体等离子处理等。
2.改性处理改性处理是碳纤维后处理工艺的核心环节,通过改性处理可以有效改善碳纤维的表面特性,增强其黏附性和润湿性,提高其力学强度和耐热性。
常用的碳纤维改性处理方法包括氧化、氢化、表面活性剂处理、离子注入、化学涂层等。
3.功能化处理功能化处理是对碳纤维进行特定功能的表面改性,以赋予其特定的性能,如增强导电性、抗静电性、耐化学腐蚀性等。
常用的碳纤维功能化处理方法包括导电涂层、化学修饰、阳离子改性等。
以上是碳纤维后处理工艺流程的概述,下面将详细介绍每个环节的具体处理工艺。
二、碳纤维后处理工艺流程详解1.表面处理表面处理是碳纤维后处理工艺的第一步,其目的是清洁碳纤维表面,去除表面杂质和污染物,提高后续处理工艺的效果。
常用的表面处理方法包括:(1)喷砂:利用高速气流将砂粒冲击碳纤维表面,去除表面污染物和氧化层,增加表面粗糙度,提高黏附性。
(2)溶剂清洗:采用有机溶剂如丙酮、丙醇等对碳纤维表面进行清洁,去除油脂、树脂等污染物。
碳纤维表面处理与改性碳纤维很少单独使用,主要用作复合材料的增强体,其力学性能优势通过复合材料发挥出来。
但复合材料的性能不仅取决于碳纤维本身,更取决于碳纤维与基体之间的界面。
良好的界面结合才能将载荷有效传递给碳纤维,从而充分发挥碳纤维的高强度、高模量特性。
反之,如果碳纤维与基体之间的界面性能较差,应力无法在界面有效传递,则碳纤维的力学性能优势难以发挥出来,将导致复合材料的性能下降。
碳纤维经过高温炭化处理后,大部分非碳元素被脱除,纤维表面呈现较高的惰性,导致在制造复合材料时基体对碳纤维的浸润性变差。
通过对碳纤维进行表面改性,可以改善其表面活性以及与基体的浸润性,增强纤维与基体之间的相互作用,从而有利于复合材料力学性能的提高。
因此,表面处理工艺是碳纤维制备过程中的重要环节之一。
碳纤维的表面改性处理方法有很多,如气相氧化法(包括空气氧化、臭氧氧化)、等离子体处理、液相氧化法(包括酸液氧化、阳极氧化)、表面涂层法、表面接枝法等。
每种处理方法都有自己的优缺点,如气相氧化法流程短,碳纤维经过气相氧化处理后可直接上浆,不需要配套水洗和干燥设备,但是其氧化程度不易控制。
而阳极氧化法具有氧化程度易于控制、氧化过程缓和、氧化效果显著等特点,但该方法需要配套水洗和干燥设备,流程较长。
阳极氧化法的最大优点是处理时间短,能够满足连续生产的要求,因而成为目前国内外碳纤维生产线在线配套的主要方法。
此外,近几年表面涂层法和表面接枝法也发展迅速,特别是基于纳米材料和高分子材料的碳纤维表面改性方法研究较多,在实验室取得了良好的效果,有望成为新一代在线配套的表面处理方法。
1、阳极氧化法阳极氧化法通常是在电解质溶液中以碳纤维为阳极、石墨板为阴极对碳纤维表面进行电化学处理。
电解质溶液种类较多,主要可以分为酸性、碱性及中性三种。
酸性电解质主要为无机含氧酸,如硫酸、硝酸、磷酸、硼酸等;碱性电解质有氢氧化钠、氢氧化钡、氢氧化钙、氢氧化镁磷酸钾、磷酸钠等;中性电解质主要有硝酸钾、硝酸钠以及碳酸氢铵、碳酸铵、磷酸铵等铵盐类电解质。
改性工程塑料原辅材料介绍改性工程塑料是指将一种或多种改性剂加入到工程塑料中,改变原塑料的性能和特性的一种材料。
改性工程塑料广泛应用于汽车、电子、电器、机械、建筑等各个领域。
本文将介绍几种常见的改性工程塑料的原辅材料以及它们的特点和应用领域。
1.玻纤增强改性工程塑料玻璃纤维是一种常用的增强材料,可以在塑料基体中增加强度和刚度。
玻璃纤维增强改性工程塑料具有优异的力学性能、耐热性和电绝缘性能,广泛应用于汽车、电子和机械等领域的零部件制造。
2.碳纤维增强改性工程塑料碳纤维是一种高强度、高刚度的纤维材料,在改性工程塑料中可以增加材料的强度、刚度和耐热性。
碳纤维增强改性工程塑料被广泛应用于航空航天、汽车和运动器材等领域,如飞机零部件、汽车车身和自行车框架等。
3.填充剂改性工程塑料填充剂是指将颗粒状或纤维状材料加入到工程塑料中,以改变其力学性能、导热性能和摩擦性能等。
常用的填充剂有玻璃珠、石墨、硅酸盐等。
填充剂改性工程塑料具有低成本、高刚度和耐热性等特点,广泛应用于电子、电器和建筑等领域的零部件制造。
4.阻燃剂改性工程塑料阻燃剂是一种能够减慢或阻止塑料燃烧的材料,可以提高工程塑料的阻燃性能。
常用的阻燃剂有溴系阻燃剂、氮系阻燃剂和磷系阻燃剂等。
阻燃剂改性工程塑料广泛应用于电子、电器和建筑等领域的零部件制造,如电子外壳、电器插头和电缆保护套等。
5.抗UV剂改性工程塑料抗UV剂是一种能够阻止紫外线对塑料材料的破坏的添加剂。
UV剂改性工程塑料具有耐候性和耐光性,能够增加材料的使用寿命。
常用的抗UV剂有有机紫外线吸收剂和无机紫外线吸收剂等。
抗UV剂改性工程塑料广泛应用于室外设备、户外建筑材料和汽车外饰件等领域。
综上所述,改性工程塑料的原辅材料包括玻璃纤维、碳纤维、填充剂、阻燃剂和抗UV剂等。
它们为工程塑料赋予了不同的性能和特点,广泛应用于汽车、电子、电器、机械和建筑等领域的零部件制造。
通过合理选用不同的原辅材料,可以满足各种不同应用领域对工程塑料的要求,提高产品的性能和可靠性。
纤维增强改性苯并噁嗪树脂基层压复合材料树脂基复合材料是在有机高分子树脂材料(如酚醛树脂、环氧树脂和聚苯并噁嗪树脂等)的基础上,以玻璃纤维和碳纤维等纤维为增强体的一种复合材料。
特别是树脂基复合材料作为一种新型的功能材料,由于其制备操作工艺简单并且具有许多金属板材没有的性质,如轻质、减震、耐腐等而得到广泛应用,比如:建筑、航空、防腐材料和地铁逃生材料等领域。
苯并噁嗪树脂作为一种新型的热固性树脂,其性能优于普通的酚醛树脂,而且合成步骤简单、分子设计灵活、性能优异、成本价格低廉,是制备复合材料的优选。
所以结合玻璃纤维布强度高的特点,制备了玻璃纤维增强的酚醛改性型的酚醛型苯并噁嗪的层压复合材料。
又进一步从玻璃布拓展到以碳纤维布作为增强材料,制备了高耐热性的碳纤维增强含氰基苯并嗯嗪/双马来酰亚胺的层压复合材料。
另外,基于苯并噁嗪分子设计的灵活性,设计了一种在分子的水平上改性苯并噁嗪,引入硼元素,制备了新型的含Si-O-B结构的苯并噁嗪杂化树脂。
本文具体研究内容和结果如下:1.以苯酚和多聚甲醛为原料合成了一种酚醛树脂,并将其作为酚源合成了带有酚醛结构的苯并噁嗪,将这种苯并噁嗪作为基体树脂,玻璃纤维布为增强材料,制备了玻璃纤维增强酚醛型苯并嗯嗪的层压复合材料。
采用红外(FTIR)、核磁(C1H-NMR)对合成的苯并噁嗪及其固化过程进行了表征,用TGA和DMA分别对树脂的热稳定性和耐热性进行了测试,采用万能拉力机和冲击试验仪对复合材料的力学性能进行了测试。
结果表明:944cm-1出现了噁嗪环的特征峰,苯并噁嗪的最低固化温度为160℃;酚醛树脂型的苯并嗯嗪(PRBZ)固化树脂在失重5%时的Td5和失重10%的Td10分别为310℃和370℃,800℃时的残炭率为44%,具有良好的热稳定性;玻璃化转变温度Tg为180℃,具有良好的耐热性;复合材料的冲击强度和弯曲强度平均分别为88KJ ·m-2和585MPa,表现出良好的力学性能。
改性工程塑料原辅材料介绍改性工程塑料是一种在工程领域广泛应用的高性能塑料材料。
它通过对传统工程塑料的加工工艺和材料配方进行改良,使其具备更高的强度、耐热性、耐腐蚀性和耐磨性等特性。
改性工程塑料原辅材料包括增强剂、填充剂、润滑剂和抗氧剂等,下面将对这些原辅材料进行详细介绍。
一、增强剂增强剂是改性工程塑料中最常使用的一类原辅材料,它能够大幅提升塑料的机械性能。
常见的增强剂有玻璃纤维、碳纤维和纳米级填料等。
玻璃纤维增强剂具有较高的强度和刚度,常用于提升塑料的刚性和强度,适用于电子设备外壳、汽车部件等领域。
碳纤维增强剂具有极高的强度和轻质化特性,适用于航空航天和体育器材等领域。
纳米级填料是近年来新兴的增强剂,具有优异的性能,可提高塑料的强度、导热性和导电性等。
二、填充剂填充剂是改性工程塑料中常用的一种原辅材料,它能够提高塑料的成本效益和加工性能。
常见的填充剂有玻璃珠、硅灰石和钙铁土等。
玻璃珠填充剂可以降低塑料的热膨胀系数和收缩率,提高尺寸稳定性,适用于电子器件和光学器件等领域。
硅灰石填充剂可以提高塑料的硬度和抗冲击性,适用于电器配件和建筑材料等领域。
钙铁土填充剂可以提高塑料的阻燃性和电绝缘性,适用于电力设备和汽车零部件等领域。
三、润滑剂润滑剂是改性工程塑料中常用的一种原辅材料,它能够降低塑料的摩擦系数和磨损率,提高塑料的加工性能和表面质量。
常见的润滑剂有石蜡、聚四氟乙烯和硅油等。
石蜡润滑剂可以提高塑料的滑动性和耐磨性,适用于注塑成型和挤出成型等加工工艺。
聚四氟乙烯润滑剂具有优异的耐热性和耐化学性,适用于高温和腐蚀性环境下的塑料制品。
硅油润滑剂可以提高塑料的流动性和表面光洁度,适用于光学器件和电子配件等领域。
四、抗氧剂抗氧剂是改性工程塑料中一种重要的原辅材料,它能够延长塑料的使用寿命和稳定性。
常见的抗氧剂有酚类、苯并咪唑和硫醇类等。
酚类抗氧剂能够有效抑制塑料的氧化分解,提高塑料的稳定性和抗老化性。
苯并咪唑抗氧剂具有较高的热稳定性和光稳定性,适用于高温和阳光暴晒环境下的塑料制品。
专利名称:ZIF-67无损改性碳纤维增强复合材料的制备方法专利类型:发明专利
发明人:段笑,杨春,宋攀
申请号:CN202010603598.9
申请日:20200629
公开号:CN111808398A
公开日:
20201023
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明公开了ZIF‑67无损改性碳纤维增强复合材料的制备方法,具体为:首先,去除碳纤维表面上的污染物,并浸入硝酸中;将六水合硝酸钴溶于醇溶液a中,形成溶液A,将功能化的碳纤维、2‑甲基咪唑溶于醇溶液b中,形成溶液B,将溶液A加入溶液B中进行水热反应,得到ZIF‑67改性碳纤维;再将ZIF‑67改性碳纤维、芳纶纤维和纸纤维进行混合,采用抽滤成型工艺制备复合材料预制体;之后浸渍于改性酚醛树脂乙醇溶液中,热压固化,得到ZIF‑67无损改性碳纤维增强复合材料。
通过在水热条件下将ZIF‑67接枝在碳纤维上,以改善碳纤维表面的惰性光滑环境从而提高复合材料的力学性能。
此方法工艺简单,材料制备成本较低。
申请人:西安航空职业技术学院
地址:710089 陕西省西安市阎良区人民西路48号
国籍:CN
代理机构:西安弘理专利事务所
代理人:弓长
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碳纤维增强复合材料用环氧树脂研究进展摘要:综述了环氧树脂的合成方法、固化方法以及改性的研究现状以及理论知识,介绍了碳纤维增强环氧树脂复合材料的生产和性能,重点讲述了环氧树脂的改性方法。
关键词:环氧树脂;碳纤维;复合材料;改性碳纤维(carbon fiber,简称CF),是一种含碳量在90%以上的高强度、高模量、综合性能优异的新型纤维材料,其中含碳量高于99%的称石墨纤维。
碳纤维作为一种高性能纤维,具有高强度、高模量、耐高温、抗化学腐蚀、抗蠕变、耐辐射、耐疲劳、导电、传热和热膨胀系数小等诸多优异性能。
此外,还具有纤维的柔曲性和可编性[1]。
碳纤维既可用作结构材料来承载负荷,又可用作功能材料。
因此在国内外碳纤维及其复合材料近几年的发展都十分迅速。
碳纤维的制备是有机纤维进行碳化的过程,在惰性气体中将含碳的有机物加热到3000℃左右,非碳元素脱离,碳元素含量逐步增大并最终形成碳纤维。
其典型的宏观结构如图1所示。
图1 碳纤维的宏观结构a 整体效果b 局部效果1891年德国的Lindmann用对苯二酚和环氧氯丙烷合成了树脂状产物,1909年俄国化学家Prileschajew发现用过氧化苯甲醚和烯烃反应可生成环氧化合物,在19世纪末20世纪初的这两个重大发现揭开了环氧树脂走向世界的帷幕。
环氧树脂是一类重要的热固性树脂,是聚合物复合材料中应用最广泛的基体树脂。
环氧树脂具有优异的粘接性能、耐磨性能、机械性能、电绝缘性能、化学稳定性能、耐高低温性能,以及收缩率低、易加工成型和成本低廉等优点,在胶粘剂、电子仪表、轻工、建筑、机械、航天航空、涂料、电子电气绝缘材料及先进复合材料等领域得到广泛应用[2]。
我国环氧树脂的研制开始于1956年,在上海、沈阳两地首获成功,并在1958年于上海首先开始了工业化生产。
到了60年代中期国内开始研究新型的环氧树脂,如脂环族环氧树脂、酚醛环氧树脂、缩水甘油酯环氧树脂、聚丁二烯环氧树脂等种类,70年代末着手开发了元素改性环氧树脂、特种环氧树脂等诸多新品种。
言,4种增强改性聚丙烯材料在汽车上的应用案例。
汽车上除少量部件采用纯PP树脂加工外,大部分部件采用改性PP材料进行加工。
1、橡胶或弹性体增韧增强改性PP在PP中加入橡胶或弹性体是PP常用的增韧方法,加入适量的橡胶或弹性体后,PP的抗冲击性能能得到较大幅度的提高。
用于PP增韧的橡胶主要有:三元乙丙橡胶(EPDM)、二元乙丙橡胶(EPR)、顺丁橡胶、异丁橡胶等。
用于PP增韧的热塑性弹性体主要有聚烯烃弹性体(POE)、TPV、SBS等。
由于其溶解度参数以及粘度与PP相近,所以增韧PP的效果最好。
图:会通新材料PP+EPDM-T10应用于门板,实现减重25%,具有易成型,表面无缩痕特性。
图:会通新材料PP+EPDM-TD20应用于薄壁保险杆,具备高流动,低线性膨胀系数,高油漆附着力,良好尺寸稳定性特性。
图:PP+EPDM-TD20应用于保险杆下护板,具有免喷涂,良好外观,绿色环保特性。
图:博禄DAPLEN™EH126AEC:弹性体增强,13%矿物填充PP改性材料,应用于东风AX7前保险杆,具有低密度,高弹性模量和高流动性,在冲击与刚性间取得平衡,良好的喷血性能及尺寸稳定性,实现薄壁2.5mm设计。
2、无机矿物增强改性PP常用PP改性无机矿物填料主要有碳酸钙、云母、硅灰石、滑石、高岭土、二氧化硅、二氧化钛、硫酸钙等。
图:硅酸盐矿物在增强聚丙烯中的应用(聚石化学)目前,研究应用最为广泛的有滑石粉、蒙脱土、硅灰石等。
图:博禄DAPLEN™EF011AIC,5%矿物填充改性PP材料,应用于探歌低密度门板,具有低填充,零件重量降低,低气味,优良的表面质量特性。
图:普利特滑石粉填充改性微发泡PP材料,应用于门板,具有减轻重量,表面外观良好,材料力学性能损失较少的特性。
图:南京聚隆PP-TD20,20%滑石粉填充增强PP应用于尾门内饰板,减重35%,更具成本优势,强度与韧性平衡,尺寸稳定性良好。
3、长玻纤增强改性PP(LGFPP)玻纤增强改性PP材料尤其是长玻纤增强PP(LGFPP)材料在汽车部件上的应用(如在前端模块、仪表板骨架、车门模块、后车门挡板、底盘盖板、电池托架等)是多年来的研究热点之一长玻纤增强pp塑料是指含有玻璃纤维长度在10到25mm的改性聚丙烯复合材料,经过注塑等工艺形成三维结构,长玻纤增强PP在120℃时的高温疲劳强度是普通玻纤增强PP的2倍,具有更高的综合性能。
四种工程塑料改性方案一、引言工程塑料是一类具有优异机械性能、化学稳定性和耐高温性能的塑料材料,广泛应用于各个领域。
然而,为了满足不同应用领域对工程塑料的特殊要求,常常需要对其进行改性。
工程塑料的改性可以通过添加填充剂、添加剂、合金化、交联等方式来实现。
本文将介绍四种常见的工程塑料改性方案,包括增强改性、阻燃改性、抗静电改性和耐高温改性。
二、增强改性增强改性是通过添加增强剂来提高工程塑料的强度、刚度和耐磨性能。
常用的增强剂包括玻璃纤维、碳纤维、石墨和纳米材料等。
这些增强剂可以在工程塑料基体中形成网状结构,使材料具有更高的强度和刚度。
同时,增强剂的添加还可以提高材料的耐磨性和疲劳性能。
三、阻燃改性阻燃改性是为了提高工程塑料的阻燃性能,减少火灾造成的损失。
常用的阻燃剂有溴系阻燃剂、磷系阻燃剂和氮系阻燃剂等。
这些阻燃剂可以在工程塑料中形成炭化层,阻隔氧气和热量的传播,从而延缓火势的蔓延。
除了添加阻燃剂外,还可以采用复合改性的方式,将阻燃剂与其他改性剂结合使用,提高材料的综合性能。
四、抗静电改性抗静电改性是为了提高工程塑料的抗静电性能,防止静电的积聚和放电现象的发生。
常用的抗静电剂包括导电纤维、导电粉末和导电填料等。
这些抗静电剂可以在工程塑料中形成导电网络,将静电能量迅速散发,降低电阻率,阻止静电的积聚和放电现象的发生。
抗静电改性还可以提高材料的耐老化性能和机械强度。
五、耐高温改性耐高温改性是为了提高工程塑料的耐高温性能,使材料能够在高温环境下长时间稳定工作。
常用的耐高温改性剂有石墨、氧化铝和耐热填料等。
这些耐高温改性剂可以在工程塑料中形成热稳定的结构,阻止分子链的断裂和塑化剂的挥发,提高材料的热稳定性和耐高温性能。
同时,还可以采用交联改性的方式,通过交联反应形成三维网络结构,提高材料的热稳定性和耐高温性能。
六、总结工程塑料改性是为了满足不同应用领域对材料性能的特殊要求。
增强改性可以提高材料的强度、刚度和耐磨性能;阻燃改性可以提高材料的阻燃性能,减少火灾造成的损失;抗静电改性可以提高材料的抗静电性能,防止静电的积聚和放电现象的发生;耐高温改性可以提高材料的耐高温性能,使材料能够在高温环境下长时间稳定工作。