玻璃纤维增强聚丙烯复合材料

玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的制备及性能研究

一、原材料

1.聚丙烯（polypropylene简称pp）

pp是一种热塑性树脂基体，为白色蜡状材料。聚丙烯的生产均采用齐格勒—纳塔催化剂，以al（c2h5）3+ticl4体系在烷烃（汽油）中的浆状液为催化剂，在压力为1.3mpa，温度为100℃的条件下按离子聚合机理反应制得。聚丙烯的结晶度为70％以上，密度为0.98，透明度大，软化点在165℃左右，脆点—10~20℃，具有优异的介电性能。热变形温度超过100℃，其强度及刚度均优于聚乙烯，具有突出的耐弯曲疲劳性能、耐化学药品性和力学性能都比较好，吸水率也很低。因此应用十分广泛，主要用于制造薄膜，电绝缘体，容器等，还可用作机械零件如法兰，接头，汽车零部件等。

2.玻璃纤维（glassfiber简称gf）

gf是一种性能优异的无机非金属材料。成分为二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化硼、氧化镁、氧化钠等。它是以玻璃球或废旧玻璃为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺，最后形成各类产品。玻璃纤维单丝的直径从几个微米到十几米个微米，相当于一根头发丝的1／20—1／5，每束纤维原丝都有数百根甚至上千根单丝组成，通常作为复材料中的增强材料，电绝缘材料和绝热保温材料，电路基板等，广泛应用于国民经济各个领域。

玻璃一般人的观念为质硬易碎物体，并不适于作为结构用材，但如其抽成丝后，则其强度大为增加且具有柔软性，故配合树脂赋予形状以后终于可以成为优良的结构用材。玻璃纤维随其直径变小其强度高。作为增强材料的玻璃纤维具有以下的特点，这些特点使玻璃纤维的使用远较其他种类纤维来得广泛，发展速度亦遥遥领先，其特性列举如下：1）拉伸强度高，伸长小（茎3％）。2）弹性系数高，刚性佳。3）弹性限度内伸长量大且拉伸强度高，故吸收冲击能量大。4）为无机纤维，具不燃性，耐化学性佳。5）吸水性小。6）尺度安定性，耐热性均佳。7）透明可透过光线。8）与树脂接着性良好之表面处理剂之开发完成。9）价格便宜。

3.乙烯--丙烯共聚物

为了改善聚丙烯的冲击性能、低温脆性，应对之进行增韧处理。通常选用的是含有二烯烃成分的乙烯--丙烯--二烯烃三元共聚（bpdm）4.表面处理剂

pp是非极性树脂，与其它材料的熔合性差。玻纤的表面光滑，很难与非极性树脂结合。改进方法主要是对玻纤的表面进行处理。表面处理剂主要用硅烷偶联剂，如kh-550等，但还不理想。因为此时pp依然是惰性的，它没有尼龙、饱和聚酯与玻纤之间那样的粘结力。为了改进这一缺点，可采用以下几种方法：