连续玻璃纤维增强聚碳酸酯复合材料的制备与性能研究开题报告
2020-04-26 11:50:55
1. 研究目的与意义(文献综述)
1.1 研究背景
复合材料凭借其优异的性能在近年来获得了快速的发展,广泛应用于航空航天、汽车、建筑建材等领域。然而,复合材料的本性——即两种性能迥异材料之复合,使得其回收再利用面临巨大挑战。热塑性复合材料的出现使复合材料的回收利用成为可能,同时其良好的成型加工性能使得其大规模应用具有良好发展前景。
聚碳酸酯(polycarbonate,pc)作为一种重要的工程用热塑性塑料,具有独特的光学透明性和良好的韧性和刚性,而且可以在较高的温度下使用,可用来制作电脑光盘、食品容器、汽车零件等。但是聚碳酸酯的疲劳强度和硬度较低,成型收缩率较大,这限制了其在高负荷条件下的应用以及成型精密机械零件。为了克服聚碳酸酯的这些缺点,通过增强改性提高其性能,扩大应用范围是一种行之有效的手段。可用的增强方法包括玻璃纤维增强、碳纤维增强、晶须增强、纳米粘土增强等,其中玻璃纤维增强作为有效增强方式得到了广泛的研究,目前也已开发出相应玻纤增强pc产品。
2. 研究的基本内容与方案
2.1 拟采用的技术方案及拟解决的关键问题
连续纤维增强热塑性树脂采用的成型工艺主要有溶液浸渍法、熔体浸渍法、粉末浸渍法、纤维混杂法和薄膜层叠法。本研究拟采用熔体浸渍法制备连续玻璃纤维增强聚碳酸酯预浸料,并进一步制成片材进行力学性能和热学性能测试。基本工艺流程为:连续玻璃纤维引出后进行分散以利于熔体的流动和穿过;聚碳酸酯树脂在挤出机内加热熔融,利用挤出机的剪切作用降低树脂粘度;树脂熔体在挤出机出口处与增强纤维接触,在挤出机提供的浸渍压力作用下浸渍纤维;纤维浸渍完全后立即进行加压固结制成预浸料。另外纤维的浸渍质量还与物性参数(纤维根数、纤维直径、纤维束厚度等)、工艺参数(牵引力、牵引速度、温度和浸渍时间等)、模具结构参数(辊的数目、辊的直径和包覆角等)等有关,通过实验选择合理的工艺参数可以提高纤维浸润程度。
2.2 研究基本内容及目标
3. 研究计划与安排
第1-3周:查阅相关文献资料,完成好英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器及设备。确定技术方案,并完成开题报告。
第4-6周:按照设计方案,制备连续玻璃纤维增强聚碳酸酯复合材料。
第7-10周:利用万能力学试验机、sem、dsc、dma、tga等测试技术对材料的显微结构、力学性能及热学性能进行测试。
4. 参考文献(12篇以上)
[1] 刘雄亚, 张晓明. 纤维增强热塑性复合材料及其应用[m]. 北京: 化学工业出版社, 2007.
[2] david a.steenkamer, john l. sullivan. on the recyclability of a cyclic thermoplasticcomposite material[j]. composite part b, 1998, 29: 745-752.
[3] j. chu, j.l. sullivan. recyclability of a continuous e-glass fiber reinforcedpolycarbonate composite[j]. polymer composites, 1996, 17(4): 556-566.