摘 要

连续纤维增强热塑性复合材料以其轻质高强、高韧、节能环保等优点逐渐被人们青睐，本文主要研究了连续玻璃纤维增强聚丙烯层合片材的模压成型工艺及其性能，发现最佳模压温度为180℃，热压压力为5MPa，热压时间为10min。温度在165℃至180℃之间时，压力3MPa到5MPa时；温度为180℃至200℃时，压力为1MPa都能制备出外观较为规整的层合板。然后，以此制备复合蜂窝板，研究蜂窝板成型工艺和性能，热压温度200℃，热压压力0.5MPa、热压时间30s压制的连续玻璃纤维增强聚丙烯蜂窝板质量最好。通过对不同层数层合板和蜂窝板性能研究，确定最佳铺层方式。本文还对层合板和蜂窝板制备的加热方式进行优化，用以提高材料的力学性能。

关键词：连续纤维；热塑性复合材料；蜂窝；成型；加热优化

Abstract

Continuous fiber reinforced thermoplastic composites with high strength, high toughness, energy saving and environmental protection has been favored by the people. In this paper, the molding process and properties of continuous glass fiber reinforced polypropylene laminated sheets were studied, and the best molding temperature was found to have 180 degrees,best hot pressing pressure was found as 5MPa, and 10min was the best pressing time. When the temperature between 165 to 180 degrees Celsius, the pressure 5MPa to 3MPa; the temperature of 180 to 200 degrees Celsius, the pressure for the 1MPa can be prepared by the appearance of a more regular laminates. Then, the composite honeycomb panel was made to study the forming process and properties of the honeycomb panel, when we use 200 ℃、0.5MPa、 hot pressing time 30s ,the continuous glass fiber reinforced polypropylene honeycomb board quality is best. Through the study of the properties of different layers of plywood and honeycomb panel, the best method of paving layer is determined. In order to improve the mechanical properties of the composite, the heating method of the laminated plate and the honeycomb panel is optimized.

Keywords: continuous fiber; thermoplastic composites; honeycomb; molding; heating optimization

目录

第1章 绪论 1

1.1引言 1

1.1.1纤维增强热塑性复合材料的简介 1

1.1.2蜂窝夹层结构板材 1

1.2本课题的意义、目的及内容 2

1.2.1本课题的意义和目的 2

1.2.2本课题的主要内容 2

第2章 实验部分 3

2.1实验原料与实验设备 3

2.1.1实验原料 3

2.1.2实验主要设备及仪器 3

2.2连续纤维增强热塑性复合材料的制备工艺及性能研究 3

2.2.1连续玻璃纤维增强聚丙烯复合片材的制备工艺研究 3

2.2.2连续玻璃纤维增强聚丙烯复合蜂窝板的制备工艺研究 6

2.2.3连续玻璃纤维增强聚丙烯复合片材性能研究 8

2.2.4连续玻璃纤维增强聚丙烯复合蜂窝板性能研究 11

2.3连续纤维增强热塑性复合材料加热方式优化研究 14

2.3.1连续玻璃纤维增强聚丙烯复合片材加热方式优化研究 14

2.3.2连续玻璃纤维增强聚丙烯复合蜂窝板加热方式优化研究 15

第3章 结论与展望 17

3.1结论 17

3.2展望 17

参考文献 18

致 谢 19

第1章 绪论

1.1引言

1.1.1纤维增强热塑性复合材料的简介

在上半个世纪中，人们对以热固性树脂为基体的复合材料有很深入的发现和研究 ^[1]。然而，热固性的复合材料在实际应用中仍然存在着某些不足，很多材料的耐热性和耐冲击性能不能满足其某些场合的应用要求。为此，材料科学家试图分别从两个方面来提高树脂基体的韧性以及耐热性：其一是对现有的热固性树脂基体进行增韧改性，例如用橡胶弹性体增韧环氧树脂；另一种途径就是寻求新的韧性良好的聚合物来作为树脂基体。到目前为止，复合材料界的科学家普遍认为热塑性聚合物是一种可供选择的基体材料，具有很大的发展潜力^[2]。尤其是进入20世纪80年代以来，以聚醚醚酮、聚苯硫醚为代表的新型工程塑料相继问世，以及聚酰胺、热塑性聚酯等工程塑料快速发展。这些都是可用作复合材料基体的高韧耐热材料^[3-4]。

上世纪50年代初期，最早的玻璃纤维增强热塑性复合材料问世。此后，以热塑性塑料为基体的复合材料的发展经历了以下三个发展阶段：短纤维增强热塑性复合材料（Short fiber reinforced thermoplastic composites）；长纤维增强热塑性复合材料（Long fiber reinforced thermoplastic composites）和以连续纤维为增强相的热塑性复合材料（CFRTC）。与SFRTC和LFRTC相比，CFRTC有很大不同，因为CFRTC纤维是连续的，在沿纤维方向上其拉伸性能、弯曲性能等力学性能远远高于LFRTC部件^[5-7]。

CFRTC是一种在1970s初期开发的聚合物基复合材料。CFRTP比起纤维增强热固性塑料具有以下几方面突出的优点:^[8-10]

（1）CFRTC韧性优于热固性树脂，抗冲击性能良好。