玄武巖玻纖-丙綸復合線、機織物和復合材料制備及其力學性能研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、隨著科技的不斷發(fā)展,纖維增強復合材料作為新型材料工業(yè)已呈現一種持續(xù)快速的發(fā)展趨勢,特別是熱塑性混纖復合材料和三維紡織結構復合材料,成為樹脂基復合材料研究的熱點。熱塑性纖維混雜增強復合材料的研究重點主要集中在兩個方面,一方面,基體纖維浸漬增強纖維的能力和特性對復合材料成型和性能的影響;另一方面,纖維混雜形式及紡織預制件結構等因素對復合材料成型和性能的影響。
  就此,本文以玄武巖纖維、玻璃纖維為增強纖維,以丙綸為基體纖維,采用包纏復

2、合、網絡復合等方式制得丙綸復合線,研究纖維混雜比例、混雜方式對復合線力學性能的影響;以制備的包纏復合線為原料織造平紋織物、三維立體織物等預制件,采用直接熱壓成型工藝制備丙綸基玄武巖/玻纖增強復合材料,并對復合材料的成型進行優(yōu)化設計與分析,確定相對最優(yōu)的熱壓成型工藝;對制得的復合材料進行力學性能測試,分析不同纖維混雜比例、預制件結構等因素對復合材料力學性能的影響。主要得到以下結論:
  (1)采用包纏和網絡兩種方式所制不同體積比的丙

3、綸復合線,其拉伸性能主要由增強纖維的體積含量所決定,隨著復合線中增強纖維體積比的增加,丙綸含量的減少,復合線的斷裂強力、斷裂強度逐漸增加,斷裂伸長率逐漸減小,且玄武巖/丙綸復合線的拉伸性能受玄武巖纖維體積含量的影響更顯著;
  (2)采用包纏方式制備的丙綸包纏復合線,相同增強纖維體積含量的條件下,玄武巖/丙綸包纏復合線的抗拉強度比玻纖/丙綸包纏復合線相對較高,拉伸性能相對較好;采用噴氣網絡方式所制丙綸網絡復合線的實際成紗細度比理論

4、細度有所減少,且增強纖維的體積比越大,復合線細度損失越大,增強纖維所占體積比越小;
  (3)采用正交實驗法設計熱壓成型工藝,通過觀察所得復合材料的成型表面及截面形態(tài),根據熔融丙綸的浸潤質量和包覆增強纖維的緊密程度,確定成型工藝參數:溫度220℃、壓力5MPa、時間45~60min。在此工藝條件下所得復合材料基本成型,相對較好,但制品表面存在孔洞,且制品邊緣有丙綸溢出,成型效果仍欠佳;
  (4)對復合材料成型工藝進行優(yōu)化設

5、計,在合理且統(tǒng)一的熱壓工藝參數條件下,采用多層預制件進行復合,同時添加與其厚度相適應的不銹鋼墊片時,可以得到成型質量相對最優(yōu)的纖維增強復合材料,同時滿足了復合材料在厚度上的要求;
  (5)保持經紗組分不變,改變平紋預制件的緯紗組分比例,隨著復合材料中玻璃纖維體積含量的增加,復合材料的緯向抗拉強度呈現先增大后減小的趨勢,緯向斷裂伸長率逐漸減小,緯向彈性模量逐漸增大。當玻璃纖維體積含量在51%~59%之間時,復合材料的緯向抗拉強度和

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