連續(xù)長纖維增強熱塑性樹脂(LFT)是近年來快速發(fā)展的一項制備高性能復合材料的技術,本課題采用熔融擠出和熔融浸漬一體化的方法制備了連續(xù)長纖維增強聚碳酸酯(PC)/聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)復合材料,并對其熱力學性能和微觀結構進行了分析與研究。力學性能分析表明經過纖維增強的復合材料其拉伸強度,彎曲強度和模量,沖擊強度都得到了非常大的提升,取得這么明顯的增強效果是因為經過注塑后的LFT復合材料的纖維殘留長度保持在一個較高的水平,遠遠大于短纖維增強復合材料的纖維殘留長度,這樣可以充分發(fā)揮增強纖維的優(yōu)勢。沖擊性能的提高是因為加入玻纖后,纖維的拔出和斷裂分散了沖擊時因載荷而產生的能量。掃描電子顯微鏡(SEM)的圖像清晰的展現了材料的沖擊和拉伸斷面上纖維的拔出和斷裂現象,而前者占據了主要部分。另外,通過纖維的粗糙表面可以推斷出基體和纖維之間良好的粘結性,這樣因纖維和基體之間發(fā)生剝離現象分散一部分能量從而進一步提高了材料的力學性能。對纖維增強復合材料來說,纖維殘留長度是其非常重要的一個指標,本文對不同纖維含量和不同PC/PBT配比的殘留長度做了分析,結果顯示,LFT復合材料的平均殘留長度在2～3 ... 

【文章來源】：北京化工大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：72 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－２剪滯模型示意齒（ａ）受力前（ｂ）受力后??

ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｗｅｉｇｈｔ?ｒａｔｉｏｓ?ｏｆ?ＰＣ／ＰＢＴ／?ＧＦ??（ａ）ＰＣ／ＰＢＴ＝４０化０，（ｂ）ＰａＰＢＴ＝３０／７０，?（ｃ）ＰＣ／ＰＢＴ＝２０巧０??從圖４－９與４－１０中可Ｗ明顯的看到ＰＣ，?ＰＢＴ及其合金的玻璃化溫度變化，ＰＣ，??ＰＢＴ的玻璃化溫度分別在８０，１６１。（：左右。從圖４－９中可Ｗ看到，在低于ＰＣ的玻璃??化溫度（Ｔｇ）之前，ＰＣ的儲能模量高于ＰＢＴ的儲能模量，在各自的玻璃化轉變溫度??之前，ＰＣ與ＰＢＴ的儲能模量基本保持不變，并且兩者的儲能模量大小相差不大，而??在玻璃化轉變區(qū)域，兩者的儲能模量迅速降低，如圖４－１０所示，ｔａｎＳ達到峰值，并??且ＰＣ／ＰＢＴ合金有兩個明顯的松弛峰對應著連續(xù)相ＰＢＴ和分散相ＰＣ的玻璃化轉變溫??度，這種現象說明了?ＰＣ與ＰＢＴ兩者在熱力學上不相容，另外ＰＢＴ的加入，由于兩??者不相容或者部分相容，ＰＣ的玻璃化轉變濕度向低濕移動。加入了玻璃纖維之后，??材料的儲能模量在所有的濕度范圍內得到了大幅度的提髙，這種現象在溫度低于ＰＢＴ??的玻璃化溫度（Ｔｇ）時尤其明顯

復合材料受到外界的載荷作用時時，基體會首先承受外界載荷的力，然后通過纖??維與基體之間的界面?zhèn)鬟f到纖維上，使纖維受力，纖維的各部分受力不均勻，尤其是??纖維中段和端部。如圖２－１所示：??了??（ａ）?（ｂ）??圍基體中一根纖維受力前后示意圖??Ｆｉｇ?２－１．?Ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｆｉｂｅｒ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｍａｔｒｉｘ?ｂｅｆｏｒｅ?ａｎｄ?ａｆｔｅｒ?化ｅ?ｓｔｒｅｓｓ??眾所周知，在纖維縱向方向上，纖維的楊氏模量大于樹脂的楊氏模量，即Ｅｆ＞?Ｅｍ??（Ｅｆ表示纖維的楊氏模量，表示基體的楊氏模量），當外界載荷在纖維的縱向上作??用時并產生應力，由于基體楊氏模量小于纖維的楊氏模量，基體將要發(fā)生的形狀改變??大于纖維的形狀改變，但是纖維與基體緊密相連，進而限制了基體的縱向變形，那么??這樣纖維與基體的界面將產生剪應力和剪應變，因外界載荷產生的應力在兩者么間分??配時，剪應力通過界面作用在纖維上，這時，纖維在應力分配中占據大部分，這樣基??體因為纖維的加入而得到了増強ＰＳＩ。由于纖維中段部分與端部的應力分布不同，因??此界面處沿纖維方向的剪應力大小也不同


本文編號：2897002