展寬碳纖維增強(qiáng)改性聚乙烯預(yù)浸料的制備及性能研究.pdf

1、碳纖維預(yù)浸料復(fù)合材料作為先進(jìn)復(fù)合材料重要的一部分，因其具有高比強(qiáng)度、高比剛度、可設(shè)計(jì)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)在民用和軍工領(lǐng)域擁有較為廣泛的市場(chǎng)。因此隨著在汽車工業(yè)、航空航天等領(lǐng)域的大量使用，客觀上對(duì)批量化、大規(guī)模生產(chǎn)熱熔預(yù)浸料能力的需求日益提升。
　　預(yù)浸料生產(chǎn)工藝上的關(guān)鍵是通過(guò)解決熔融樹脂的高黏度和纖維的分散性，從而實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)兩者間的界面結(jié)合能力。在纖維的展寬鋪散方面，本文采用自行設(shè)計(jì)的氣流展紗系統(tǒng)，并對(duì)其工藝參數(shù)進(jìn)行了測(cè)試研究。結(jié)果表明當(dāng)展紗

2、腔在通過(guò)熱氣流且氣缸頻率為550Hz、前后電機(jī)傳動(dòng)比為1.089時(shí)可以穩(wěn)定地將寬7mm的12K T700碳纖維展寬到21(±1)mm。在增加材料性能的同時(shí)降低樹脂的粘度方面，本文通過(guò)添加五種比例的PP分別對(duì)高密度聚乙烯和線性低密度聚乙烯進(jìn)行改性，并使用擠出機(jī)造粒系統(tǒng)進(jìn)行混合造粒，通過(guò)DSC、旋轉(zhuǎn)流變儀、轉(zhuǎn)矩流變儀等測(cè)試手段表征各配方樹脂的熔融流變特性，從而優(yōu)選混合樹脂比例配方，從而提高預(yù)浸料浸潤(rùn)效果。結(jié)果發(fā)現(xiàn)改性HDPE的剪切粘度隨著H

3、DPE含量的增加而增加，并且當(dāng)HDPE∶PP的比例為2∶8時(shí)，剪切粘度、平衡扭矩和機(jī)械耗能都最低。而改性LLDPE的剪切粘度隨著LLDPE含量的增加而減小，并且在LLDPE∶PP的配方比例為8∶2時(shí)，混合料的剪切粘度、平衡扭矩和機(jī)械耗能也最小。選取四種配方(HDPE∶PP=2∶8、4∶6;LLDPE=8∶2、6∶4)分別作為展寬碳纖維的基體樹脂制備預(yù)浸料，并采用模壓工藝制備了展寬碳纖維增強(qiáng)改性聚乙烯層壓板復(fù)合材料。對(duì)比研究了各配方增強(qiáng)材