長玻纖增強聚丙烯注塑成型的研究.pdf

1、與短玻纖增強聚丙烯(Short-Fiber Reinforce Polypropylene，SFT-PP)復(fù)合材料相比，長玻纖增強聚丙烯(Long-Fiber Reinforce Polypropylene，LFT-PP)復(fù)合材料的各項性能都更為優(yōu)異，從而逐步取代SFT-PP運用到汽車部件上。然而，在LFT-PP注塑成型過程中，由于設(shè)備結(jié)構(gòu)以及成型工藝參數(shù)的影響，纖維將發(fā)生較大幅度的斷裂，從而降低LFT-PP制品的力學(xué)性能。
　　

2、本文針對LFT-PP注塑成型過程中纖維斷裂的現(xiàn)象，分別研究了工藝參數(shù)、設(shè)備結(jié)構(gòu)、注塑成型工藝對纖維斷裂以及力學(xué)性能的影響。主要結(jié)論如下:
　　1、統(tǒng)計了LFT-PP常規(guī)注塑成型過程螺桿頭、噴嘴處以及模具內(nèi)纖維殘余長度以研究注射成型各階段纖維斷裂的幅度，得出纖維在螺桿塑化階段斷裂幅度最大，達到73.48％，其次是熔體注射充模階段，達到46.32％;注射溫度增加能夠降低纖維的斷裂程度，LFT-PP的強度也隨之增加;提高螺桿轉(zhuǎn)速將加大螺

3、桿對纖維的剪切，纖維斷裂加劇，LFT-PP的強度隨著螺桿轉(zhuǎn)速的提高先增加后減少，并在35r/min時取得最大值;噴嘴直徑減小將加劇纖維的斷裂，5mm直徑的直通型噴嘴更有利于纖維長度的保持和力學(xué)性能的提高。
　　2、對比了噴嘴處與試樣入口端的纖維長度，研究了纖維在流道中的斷裂情況，得出了纖維在常規(guī)注塑模具流道中的斷裂幅度占模具內(nèi)纖維斷裂的絕大部分38.53％;在此基礎(chǔ)上分別設(shè)計彎曲流道模具和直流道模具并用于LFT-PP注塑成型，統(tǒng)計

4、了纖維在各自流道中以及模腔中的斷裂情況后發(fā)現(xiàn):彎曲流道和和直流道模具均能減少充模過程中纖維在流道中的斷裂且直流道作用更為明顯，同時注射充模過程初始纖維長度越長，纖維分布越不均勻，沿熔體流動方向的斷裂幅度也越大;與常規(guī)注塑模具試樣相比，彎曲流道模具試樣的彎曲強度和缺口沖擊強度分別提高21.72％和43.70％，直流道模具試樣的彎曲強度和缺口沖擊強度分別提高了27.53％和81.08％。
　　3、通過自行設(shè)計的注射壓縮模具，對LFT-

5、PP進行注射壓縮成型，研究了LFT-PP充模過程的纖維斷裂機理，并在此基礎(chǔ)上研究了不同壓縮距離、壓縮速度和壓縮力對纖維殘余長度和力學(xué)性能的影響;結(jié)果表明，熔體流動過程中產(chǎn)生的對纖維的剪切力以及模具因壓縮作用對纖維端的壓力都會對纖維的斷裂產(chǎn)生不同程度的影響，且沿熔體流動方向纖維的斷裂幅度逐漸減小;LFT-PP的纖維殘余長度、強度均隨壓縮距離、壓縮速度和壓縮力的增加先提高后降低，最佳的壓縮工藝參數(shù)為:4mm壓縮距離、30％壓縮速度、50MP