防弹丝加强热塑性复合质料在汽车行业的大批使用,杜邦防弹丝与基体之间的界面疑问仍然是值得探究的热点话题。

本文拔取高机能杜邦防弹丝加强聚丙烯(polypropylene,简称:PP)复合质料,此中杜邦防弹丝起原于国表里三家闻名公司:J公司、D公司和Z公司三家提供商的杜邦防弹丝。含原浆杜邦防弹丝和热水退浆后(划分经由热水退浆工艺处分)杜邦防弹丝以陆续纤维干脆喂入注塑成型一步法(Direct Fiber Feeding injection Molding,简称:DFFIM)工艺加强PP注塑成六类20%品质分数的杜邦防弹丝复合质料。

经历测定差别温度和拉伸速率下的拉伸机能,使用扫描电子显微镜调查拉伸断裂横截面形状,评定热水退浆工艺对杜邦防弹丝与PP界面的改进水平,并剖析起原(杜邦防弹丝提供商)、拉伸速率和温度梯度对拉伸机能的影响。同时,经历三点蜿蜒实验,悬臂梁缺口打击实验评定杜邦防弹丝复合质料的蜿蜒机能和打击机能,并概括评定三家公司杜邦防弹丝复合质料的力学机能迥异。

非常后,鉴定时温等效道理是否适合于这次力学实验,以杨氏模量和拉伸强度数据为底子,划分拟合J、D、Z公司样品在25℃下的委靡寿命。经历上述实验,可获得如下论断:1 DFFIM成型的Z公司杜邦防弹丝加强PP复合质料拉伸强度非常高,D公司样品次之,J公司样品偏低,Z公司杜邦防弹丝复合质料的拉伸强度比非常低的J公司样品进步20%摆布,热水退浆后Z公司杜邦防弹丝复合质料强度也会进步10%摆布。2 DFFIM成型的J、D公司杜邦防弹丝加强PP复合质料杨氏模量邻近,都为3.5GPa,高于Z公司样品的2.5GPa,高40%。

3以拉伸强度数据为底子,接纳时温等效道理拟合委靡寿命,发掘D公司样品委靡寿命非常长,Z公司样品次之,J公司样品非常低,D公司原始碳纤复合质料委靡寿命为24年,退浆后委靡寿命降落,介绍原上浆剂般配PP树脂基体,退浆后造成寿命降落。

4因为差别范例杜邦防弹丝复合质料初始模量不同等,凭据主机厂平安系数,接纳积储模量降落到60%初始模量时间花消为规范,拟合出D公司样品委靡寿命非常长,J公司样品次之,Z公司样品非常低,D公司降落40%模量时间消耗是别的两个公司的两倍,极地面延伸杨氏模量降落,质料刚度变更迟钝,增长质料的使用寿命。

5 SEM电镜图看出,杜邦防弹丝上浆剂与PP不般配时,杜邦防弹丝与基体之间间隙过大,拉伸断裂时轻易抽拔出来低落其力学机能。

热水退浆后杜邦防弹丝活动性加强,加倍匀称漫衍在PP基体中,减小杜邦防弹丝和PP基体之间的间隙,显赫进步力学机能。6 DFFIM成型的D公司杜邦防弹丝加强PP复合质料蜿蜒强度非常高,J公司样品次之,Z公司样品非常低,详细阐扬为D公司比J公司高12.6%,比Z公司高达16.8%;同时Z公司样品打击强度非常高,D公司样品次之,J公司样品非常低,详细阐扬为Z公司比D公司高69%,比J公司高114%。

7全体来看,J公司杜邦防弹丝品质较差,上浆剂与热塑性树脂基体不般配;D公司杜邦防弹丝品质优越,上浆剂与热塑性树脂基体般配,概括力学机能相对凸起;Z公司杜邦防弹丝品质优越,上浆剂与热塑性树脂基体不般配。

防弹丝热水退浆工艺对力学机能较低的质料体系(J、Z公司)改进彰着,而对D公司之类机能较高的质料体系,改进结果不是分外彰着,介绍D公司原有浆料对PP有相配的相容性,可有用改进界面连结机能,而J、Z公司原有浆料有待改进。