连续玻纤增强聚丙烯预浸带材制备及性能研究
连续纤维增强热塑预浸带材(CFRTP)因其优异的力学性能、良好的可设计性等特点在工业领域获得广泛应用，并由次结构件向主承力部件转变。熔融浸渍工艺是目前制备CFRTP的主要方法之一，如何准确表征热塑树脂对连续纤维束的浸渍行为是评价预浸料浸渍效果及改进熔融浸渍工艺的关键。与热固树脂相比，热塑树脂的高黏度、难浸渍是限制CFRTP的加工手段和生产效率的主要因素。力学性能是决定复合材料应用的重要参量，探究复合材料力学性能与原材料体系的内在关系，将对复合材料性能预测及加工方法改进提供一定指导。本文围绕以上三点，从浸渍机理、浸渍参数分析及优化、熔融降黏浸渍、拉伸性能分析四方面进行探究。 以达西定律为基础，重点考察了Carreau流体对玻纤束的熔融浸渍行为，建立了相应浸渍理论模型并设计实验验证了模型的准确性。分别采用牛顿、幂律、Carreau三种流体本构方程对最终浸渍模型预测结果进行比较分析。基于本文浸渍模型，分别分析了模具结构参数及工艺参数对浸渍程度的影响，并采用DOE实验设计得出各因素对浸渍程度的影响程度，优化出最佳参数组合。 将高低黏度聚丙烯进行共混作为降黏基体配方，设计不同配比进行基体流变测试分析其降黏效果，进行熔融浸渍实验，分析CFRTP加工性能及最终复合材料力学性能，结果发现此降黏方法可在基本维持材料力学性能的基础上实现预浸料高速高浸渍水平生产，提高生产效率。 采用实验室生产线进行实验，对比研究了长玻纤增强聚丙烯及连续玻纤增强聚丙烯复合材料模量及拉伸强度与材料参数的关系。分别选用理论模型对以上两种复材体系拉伸性能进行分析，得出了相应经验系数，为复合材料的拉伸性能预测提供一定参考。
连续玻纤增强聚丙烯;熔融浸渍;参数优化;降黏处理;拉伸性能
北京化工大学
硕士
机械工程
何亚东
2018
中文
TQ325.14
97
2018-09-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）