微發(fā)泡聚丙烯復(fù)合材料力學(xué)性能的研究.pdf

1、微發(fā)泡聚烯烴復(fù)合材料是以聚烯烴材料為基體，通過引入微孔發(fā)泡技術(shù)在聚合物內(nèi)部引入大量微小的泡孔，旨在保持聚合物材料原有的某些優(yōu)良性能的同時(shí)，改進(jìn)本身性能的不足，以達(dá)到降低成本、提高性能的目的。微發(fā)泡聚合物是一種新型的高性能復(fù)合材料，與普通發(fā)泡聚合物相比，前者具有發(fā)泡倍率更低、泡孔尺寸更小、泡孔密度更大、泡孔尺寸分布更均勻以及綜合性能更好等優(yōu)勢；其作為結(jié)構(gòu)材料在交通運(yùn)輸、汽車、軍工、航天航空等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。但是，聚合物材料發(fā)泡后，材料

2、內(nèi)部由原來單一的增強(qiáng)相-熔體相界面增加到了增強(qiáng)相-熔體相、增強(qiáng)相-氣相、氣相-熔體相三種界面；并且，聚合物材料發(fā)泡后由于有效承載面積的降低，導(dǎo)致綜合力學(xué)性能有一定的下降，實(shí)現(xiàn)微發(fā)泡聚合物的增強(qiáng)增韌一直是理論研究中急需突破的技術(shù)難題。研究三相共存條件下發(fā)泡復(fù)合材料的增強(qiáng)增韌，已成為發(fā)泡行業(yè)研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)；目前，提高微發(fā)泡聚合物材料綜合性能的途徑主要有以下兩個(gè)方面：第一，在微發(fā)泡聚合物材料中加入增強(qiáng)相來改善綜合力學(xué)性能，這種方法能大幅度提

3、高性能且成本較低；第二，通過調(diào)整工藝條件來改善發(fā)泡質(zhì)量，從而提高發(fā)泡材料力學(xué)性能，但是這種方法提高性能的幅度是有限的。
　　本文采用以上兩種方法來提高力學(xué)性能，通過選用聚丙烯樹脂為基體材料，以化學(xué)發(fā)泡法注塑成型技術(shù)制備發(fā)泡試樣。一方面，以無機(jī)粒子填充、纖維增強(qiáng)機(jī)理為基礎(chǔ)，系統(tǒng)研究了氣相存在條件下增強(qiáng)相對(duì)熔體相的增強(qiáng)增韌機(jī)理；另一方面通過調(diào)整工藝條件改善發(fā)泡質(zhì)量，探索發(fā)泡質(zhì)量對(duì)微發(fā)泡復(fù)合材料力學(xué)性能的影響規(guī)律；為開發(fā)綜合性能更好的微

4、發(fā)泡聚烯烴復(fù)合材料提供重要理論依據(jù)和方法。論文研究取得了以下主要成果：
　　1、碳纖、芳綸、玻纖添加到發(fā)泡聚丙烯材料中，以碳纖維增強(qiáng)效果較理想，PP/CF復(fù)合發(fā)泡材料的拉伸、壓縮、彎曲強(qiáng)度相對(duì)于純PP分別提高了100.9％、80.4%、126.5%；芳綸纖維增韌效果較好，其PP/AF復(fù)合發(fā)泡材料的沖擊強(qiáng)度相對(duì)于純PP提高了151.2%。
　　2、纖維增強(qiáng)主要依靠纖維與樹脂的黏結(jié)性傳遞應(yīng)力，利用纖維的高強(qiáng)度以承受應(yīng)力。當(dāng)增強(qiáng)相