玻璃纤维增强热塑性塑料粒料的制备 - 广东轻工职业技术学院

1、广东轻工职业技术学院高分子教研室1广东轻工职业技术学院轻化系高分子教研室塑料配混技术Plastics Compounding Technology 玻纤增强粒料的制备 (拓展工程广东轻工职业技术学院高分子教研室2工程4：玻璃纤维增强热塑性塑料粒料的制备广东轻工职业技术学院高分子教研室31. 学习目标：最终能力目标：制备综合性能优异的纤维增强改性塑料粒料促成目标：配方和工艺的制定和计算能力完成塑料配合、混合、混炼造粒的根本操作技能处理混合工艺过程中常见的质量问题的能力学习塑料材料改性与应用的新知识、新技术的能力对主要配混设备的进行日常维护与保养的能力广东轻工职业技术学院高分子教研室4 2. 工作

2、任务任务4-1:查阅玻纤增强塑料粒料的资料任务4-2:提交玻纤增强塑料粒料报告工程4：玻璃纤维增强热塑性塑料粒料的制备广东轻工职业技术学院高分子教研室53. 本次任务： 任务4-1： 配方制定拟实现的能力目标：原料和玻纤的预处理和外表改性能力配方制定能力团队合作与沟通能力自主学习的能力 广东轻工职业技术学院高分子教研室6玻纤增强热塑性塑料粒料的根本原理和方法？增强改性中原料和填料的根本物性和配合原理？原料和玻纤的预处理和外表改性能力？4. 知识重点广东轻工职业技术学院高分子教研室75. 学习活动查找短玻纤的生产厂家，比较其产品的规格、性能与用途。通过查阅相关资料完成原料的选择和配方制定 学生分

3、组讨论解决引导课文中的相关问题广东轻工职业技术学院高分子教研室86. 任务深化硅烷类处理剂、沃兰等常用处理液处理玻纤的工艺及效果？广东轻工职业技术学院高分子教研室97.拓展与提高玻璃纤维外表处理方法及影响因素？偶联剂用量及影响处理效果的因素？广东轻工职业技术学院高分子教研室108.作业布置根据任务的学习，查阅相关资料，撰写总结报告。任务4-1完成广东轻工职业技术学院高分子教研室11任务4-1相关知识广东轻工职业技术学院高分子教研室12 1. 增强改性的概念 增强改性是在聚合物基体中参加增强材料以改进聚合物的性能，特别是力学性能的一种改性方法，改性结果得到复合材料。 增强材料通常是纤维类材料及其

4、制品，如玻璃纤维、玻璃布、玻璃毡、碳纤维、硼纤维、晶须、有机聚合物纤维及其织物。它们在聚合物中的作用类似于钢筋在水泥建筑材料中的作用。其中，聚合物基体为连续相，纤维为分散相，两相间“取长补短、“协同作用，极大地弥补了单一材料的缺陷，赋予聚合物复合材料各种优异的性能，大大拓展了聚合物材料的用途。 复合材料是材料家族中最年轻、最活泼的新成员。按GB3961术语，复合材料是指由两个或两个以上独立的物理相，包括粘接材料(基体)和粒料、纤维或片状材料所组成的一种固体产物。在复合材料家族中，目前使用最广、效果最好的是纤维增强材料。它以纤维增强塑料(树脂基)和纤维增强弹性体(橡胶基)为代表，其特点是加工性能

5、好、加工周期短、强度高、材料轻，抗疲劳性能、减振性能、高温性能和耐腐蚀性能好。广东轻工职业技术学院高分子教研室13 2. 增强改性的目的和意义 目的：改进聚合物性能，特别是力学性能。 意义：1.可以替代大量有色金属，如铜、铝合金、不锈钢等，降低原料本钱； 2. 与金属零件相比，成型方法简单、经济，适于批量生产； 3. 热塑性基体，废品可回收利用，提高材料利用率。广东轻工职业技术学院高分子教研室143. 纤维增强聚合物基复合材料的类型复合材料包括三要素：基体材料、增强材料及复合方式。按此标准，纤维增强聚合物基复合材料可划分为多种类别。按基体材料划分 可分为纤维增强塑料(树脂基)与纤维增强弹性体(

6、橡胶基)。按基体聚合物的热行为，又可有热塑性与热固性之分。热固性增强塑料，简称FRP。热塑性增强塑料，简称为FRTP。按增强材料划分 按纤维的排列，可划分为单向纤维、双向纤维与三向纤维聚合物基复合材料；按纤维的形态，可划分为连续(无限长)纤维、长纤维、短纤维与磨碎纤维增强聚合物基复合材料；按纤维的种类，可划分为玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、硼纤维、金属纤维等纤维增强聚合物基复合材料。增强材料采用玻璃纤维及其制品时所得到的热固性玻璃纤维增强塑料，即所谓的“玻璃钢，缩写为GFRP；热塑性玻璃纤维增强塑料，缩写为GFRTP；采用碳纤维的热固性增强塑料与热塑性塑料的缩写分别为CFRP与CFRTP。按复合

7、方式划分 纤维与聚合物可采用多种复合方式，组成复合材料。如预混复合、浸渍复合、层叠复合、骨架复合等。广东轻工职业技术学院高分子教研室154. 纤维增强聚合物复合材料的性能 1. 比强度高比刚度大 可减轻自重，承受较多的载荷和改善抗震性能2. 成型工艺性能好 与金属基复合材料相比较 ：没有大量的切割，原材料消耗少，所用功率也不大，可制成形状复杂的部件，尤其适宜于制作相当大的整体结构部件。 3.材料性能可以设汁 复合材料和复合材料的结构部件(产品)都具有可设计性。 纤维增强复合材料及其结构的可设计性，表现在选择纤维的种类、性能和体积分数，安排铺层的方向、层数和层次。根据载荷的种类、大小、使用要求和

8、工艺条件等，对结构的形式、尺寸和厚度等进行没计，可使结构的性能、质量和经济指标等都做到合理和优化。 4. 抗疲劳性能好。 疲劳破坏是材料在交变载荷作用下，由于裂纹的形成和扩展而造成的低应力破坏。纤维和基体间的界面能阻止裂纹的扩展；疲劳破坏总是从纤维或基体的薄弱环节开始，逐步扩展到结合面上，损伤较多且尺寸较大。 5. 破损平安性能好 6. 减振性能好 7.热稳定性好 广东轻工职业技术学院高分子教研室165.玻璃纤维的分类和性能(1) 按玻璃纤维的组成、特性与用途分类(2) 按玻璃纤维的直径分类初级玻璃纤维，单丝直径20m；中级,1020m；高级，39m；超级，3m(3) 按玻璃纤维的长度：连续玻

9、璃纤维、短切玻璃纤维以及磨碎纤维等广东轻工职业技术学院高分子教研室176. 原料的选择及配方树脂的选择：两个依据，一是根据增强和改性塑料产品性能对树脂的性能要求，二是增强改性塑料粒料所加工的制品的几何形状和尺寸所要求的流动性能。例如，制备玻纤增强聚丙烯粒料时，由制品性能要求确定选用的是均聚聚丙烯、共聚聚丙烯还是化学处理聚丙烯，用于低温环境仍要求保持高强度和良好的冲击性能，那么采用乙烯丙烯共聚物，需要高流动性加工那么选用高熔体流动速率聚丙烯。2. 增强纤维 热塑性树脂的增强通常采用玻璃纤维，无碱玻璃纤维或中碱玻璃纤维；纤维直径；合成树脂是高分子有机物质，玻璃纤维是无机物质，二者性质差异很大，复合

10、在一起的强度取决于二者间界面的作用力。为了改善二者间的结合能力，必须要对二者的界面进行处理。同时为使玻璃纤维在高温剪切作用下不致过于断碎而影响增强效果，以及确保玻璃纤维在树脂熔融塑炼过程中有一定的流动性和良好的分散性，对玻璃纤维外表必须加以处理。3.填充材料 降低产品的本钱；调节加工流动性；改进物理机械性能；赋予材料新的性能等4. 树脂改性剂 广东轻工职业技术学院高分子教研室187.纤维外表处理的根本原那么1. 极性相近原那么无机增强材料的外表与聚合物基体有较大的差异，基体不易浸润增强材料的外表，造成复合过程中基体材料难以完全排除增强剂外表已吸附的气体，使复合材料孔隙率高、性能差。因此，对增强材料外表进行改性，使两者极性相近2. 界面酸碱匹配原那么接触体系界面电子斥引作用相匹配，界面酸碱配位产生粘合力，提高复合材料界面的粘接强度。3. 形成界面化学键原那么为了使复合材料既有优良的物理力学性能，又具有抗腐蚀、耐湿热老化性能，粘接的界面必须具备既有分子间作用力又有化学键力。处理增强材料外表时，同时必须考虑选用的外表处理剂是否具有能与增强材料外表及聚合物外表起化学反响的反响性基团和反响的可能性。广东轻工职业技术学院高分子教研室19玻璃纤维的外表处理，就是在光洁的玻璃纤维外表涂上一