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1、高分子101泰钰1013141002玻璃纤维增强聚丙烯聚丙烯树脂原料丰富、加工性能好,具有优良的耐腐蚀性、电绝缘性,它力学性能,包括拉伸强度、压缩强度、硬度等均比低压聚乙烯好,而且还有很突出的刚性和耐折叠性，并且价格低廉。而聚丙烯急待克服的缺点为:成型收缩率较大,低温易脆裂,耐磨性不足,热变形温度不高,耐光性差等。采用玻璃纤维增强不仅保持了原始树脂的优良性能,而且显著地提高PP的机械性能、耐热性能和尺寸稳定性能的重要措施。可较满意地代替有色金属。因而在化工、绝缘材料、电子、汽车等工业部门中的应用日益扩大。增强后的材料与单一聚丙烯相比,玻纤增强聚丙烯通常有以下几个特点:(1)
2、力学性能在不同程度上得到提高。(2)热性能得到提高,加热变形温度增大、热膨胀系数下降。(3)尺寸稳定性能得到改善,收缩率减小,受热变形减小。(4)具有良好的耐蠕变性能。(5)其他性能如硬度得到提高,吸水性降低等。一、实验主要原料(1)聚丙烯树脂(PP),(2)玻璃纤维(GF)表面用有机硅处理(3)N,N,一4,4产二苯甲烷双马来酞亚胺(DBM),黄色粉末;熔点:154～156℃,工业纯。(4)过氧化二异丙苯(DCP),白色晶体颗粒;熔点:39一41℃,分解温度132℃二、主要仪器设备双螺杆挤出机（SHJ-55）注塑成型机（CT-1250）电子万能试验机（WDS-10型）简支
3、梁冲击试验仪（XCT-40型）三、玻纤增强PP的制备将PP与DCP及其他辅料、助剂等按比例加入高速混合机内混合，从双螺杆挤出机的主加料装置定量加入共混料，从第4区加入定量的无碱玻璃纤维，与熔化的混合物料共混、挤出、牵引、冷却、切粒，制成玻纤增强PP改性料。玻纤增强PP粒料的生产工艺流程如图所示：PP切粒包装牵引冷却混合共混挤出DCP辅料、助剂玻璃纤维表面处理四、界面处理玻璃纤维增强PP的物理化学性能取决于基体树脂与玻纤界面的结合力。通过纤维材料与PP树脂的牢固粘接，使PP树脂不能承载的负荷或能量转移到支撑的纤维上，从而提高PP树脂的力学性能。在制备玻纤增强PP复合材料时，为
4、了提高玻纤与PP树脂的界面粘合力，需要用偶联剂对玻纤表面进行处理。一般采用硅烷偶联剂对其进行处理。由于硅烷偶联剂与PP和玻纤都有一定程度的亲和性，即其分子的一端（亲水基）为可水解基团，水解后的硅羟基可与玻纤表面的硅羟基发生缩合反应，与玻纤表面形成化学键，实现良好的界面结合；而另一端（亲油基）与PP形成物理结合，从而使二者界面的结合力加强，提高了玻纤增强PP的力学性能。但由于PP分子结构中不存在活性基团，硅烷偶联剂不能与PP形成化学键，只能以范德华力与PP作用，因此，偶联剂对玻纤增强PP的界面虽有一定的促进作用，但效果不显著。因此我们一般用过氧化二异丙苯(DCP)等过氧化物与
5、PP的接枝物来增容玻纤增强PP可显著提高材料的综合性能。据报道在PP中添加少量的DBM可以改善PP与GF之间的粘结。我们反复研究了DBM对FRPP性能的影响,实验结果表明,DBM对FRPP性能的改善显示出了明显的效果。加有DBM的试样其抗张强度、弯曲强度和冲击强度(缺口)与不加的比较都有大幅度提高,马丁耐热温度提高了近20℃,同时重复多次实验,都能得到类似的结果。DBM作用机理：DBM化合物的通式中R为芳香烃基,随着R的变化,有许多种可能用的衍生物。一般用的为:N,N尸一4,4产一二苯甲烷双马来酞亚胺。关于DBM与PP和GF(已用硅烷处理)的反应机理报导尚少。为了对其进行探
6、讨,曾对有关样品进行了如下的分析比较(1)胶凝率测定（2)红外光谱分析（3)电镜分析五、成型工艺由于GF的引入，必将对原有基体材料的性能带来极大的影响，而其随GF的含量变化以及成型工艺条件的不同，导致整个复合材料的性能也各异，同时性能的变化情况也是随其条件而不同。使用悬浮沉积法模压工艺制得的GF增强复合材料，其表面粘结强度和拉伸强度明显提高。其工艺方法为,在聚丙烯粒状树脂中加入一定量的4.4一二氨基二苯甲烷双马来酞亚胺经ZSK双螺杆配料挤出机熔融接枝交联,直接用粗纱玻璃纤维进行一步法连续增强。此法有以下特点:1、采用粒状或粉状聚丙烯均能生产玻璃纤维增强聚丙烯树脂,其质量相同
7、。2、玻璃纤维增强聚丙烯树脂性能稳定,制品表面光泽,玻璃纤维分散均匀,无漏出现象。3、工艺流程短,比二步预合法及包覆法减少了玻璃纤维切断与混合的工艺和装置。六、GF的品种、用量及纤维单丝直径对性能的影响1品种和用量的影响不同的GF化学组成不同,所得玻璃纤维增强聚丙烯(FRPP)的性能也有差异。从试验结果看出,采用无碱玻璃纤维,其FRPP的机械强度、耐水性方面比采用中碱玻璃纤维为好,其抗张强度和弯曲强度在干态下无碱的比中碱的高13～16%,湿态下(水煮390小时)高16～20%这是由于GF本身的组成、强度与FRPP的
