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麻纖維增強熱塑性復合材料研究現狀
2010-11-3 來源:中國聚合物網
關鍵詞:麻纖維 熱塑性復合材料 研究
    2006年2月20日中國國家發(fā)展改革委,科技部等12部、局、委聯合發(fā)文“關于加快推進木材節(jié)約和代用工作的意見”:提倡、鼓勵生產和使用木材代用品,優(yōu)先采用經濟耐用、可循環(huán)利用、對環(huán)境友好的綠色木材代用材料及其制品,減少木材的不合理消費,實施環(huán)保型代木工程。而麻纖維作為對環(huán)境友好的材料則完全符合這些加快推進木材代用材料,實施環(huán)保型代木工程的基本原則。

    歐盟和德國對森林資源的保護和對制造汽車用材料回收率的要求逐步提高,從上世紀90年代初期,德國開展了大量關于麻纖維增強復合材料的研究,期望麻纖維增強復合材料能取代木材纖維或玻璃纖維增強復合材料在某些汽車部件中的應用,以滿足法規(guī)對回收率的要求。目前,某些研究成果在汽車內襯件制造中得到廣泛應用,并已開始用于汽車外部部件。

    熱塑性樹脂基體

    熱塑性復合材料優(yōu)異的抗沖擊性能和抗損傷能力均來自熱塑性樹脂基體的韌性,而復合材料的抗環(huán)境能力、耐化學藥品能力、耐水性等也均依賴于熱塑性樹脂基體。

    聚合物樹脂的熔融黏度、加工溫度及加工窗口是熱塑性復合材料的主要工藝參數。其中,聚合物的熔融黏度是最為重要的成型工藝參數,它決定著成型工藝狀態(tài)和產品性能。若樹脂熔融黏度過低,樹脂基體的過渡流動將導致不能很好的覆蓋纖維,樹脂含量過低,影響復合材料的性能;若樹脂熔融黏度過大,在成型過程中流動性不好,不能很好的浸潤纖維,限制了纖維在成型過程中的相對移動和氣體排出,增大了成型的固結壓力。成型溫度是熱塑性復合材料的另一個重要工藝參數。通常,熱塑性樹脂的成型溫度不超過420℃,過高的成型溫度會給成型工藝帶來很大困難。

    目前較常用的熱塑性樹脂基體有聚丙烯( PP) 、聚乙烯( PE) 、聚苯乙烯( PS) 、聚氯乙烯( PVC) 、聚酰胺( PA) 、聚甲醛( POM) 、聚醚醚酮( PEEK)等。

    加工方法

    在進行復合材料的生產時,成型方法的選擇必須同時滿足材料性能、產品質量和經濟效益等基本要求。如:產品外形結構及尺寸大小、工藝設備條件、產品批量、經濟效益等。作為天然纖維,麻纖維熱塑性復合材料的加工方法有:模壓成型、層壓成型、注射和擠出成型、樹脂傳遞模塑成型等幾種工藝。除此之外,還可以用麻纖維、麻紗線、麻機織布作為增強體,以接觸成型法、纏繞法、擠壓法等生產出不同性能的樹脂基復合材料。

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