预应力对PC/CF层合板力学性能的影响

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2022.04.001

中国塑料 ›› 2022, Vol. 36 ›› Issue (4): 1-5.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2022.04.001

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预应力对PC/CF层合板力学性能的影响

何和智, 徐力, 杨以科

华南理工大学机械与汽车工程学院，聚合物成型加工工程教育部重点实验室，广东省高分子先进制造技术及装备重点实验室，广州 510000

收稿日期:2021-11-17 出版日期:2022-04-26 发布日期:2022-04-24
作者简介:何和智(1963-），博士，教授，从事高分子材料成型加工理论及设备的研究，pmhzhe@scut. edu. cn
基金资助:
广东省重点领域研发计划项目(2019B010929001)

Effect of prestress on mechanical properties of PC/CF laminates

HE Hezhi, XU Li, YANG Yike

Guangdong Key Laboratory of Advanced Polymer Manufacturing Technology and Equipment，Key Laboratory of Polymer Molding and Processing Engineering of Ministry of Education，School of Mechanical and Automotive Engineering，South China University of Technology，Guangzhou 510000，China

Received:2021-11-17 Online:2022-04-26 Published:2022-04-24

摘要/Abstract

摘要：

采用预应力拉伸技术与薄膜堆叠法制备了聚碳酸酯/碳纤维（PC/CF）复合材料。对不同预应力水平的实验样品进行了拉伸性能的测试；用扫描电子显微镜观察了材料拉伸断面的微观形貌；用光学显微镜与相机观察了CF在PC基体中的排列情况。结果表明，随着预应力的提高，CF在PC中的排列情况逐渐改善；PC/CF层合板的拉伸强度随着预应力的提高呈现先上升后下降的趋势，其中预应力为1 000 MPa时，拉伸强度达到最高，比两侧最低处分别提高了10.66 %和11.78 %；但拉伸模量并未表现出与预应力的关系。

关键词: 预应力, 碳纤维, 聚碳酸酯, 层合板, 力学性能

Abstract:

A prestress technique together with film stacking was adopted to prepare the carbon fiber （CF）?reinforced polycarbonate （PC） laminates. The tensile strength of the resultant laminates applied with different prestress levels was measured. The tensile fracture morphology of the laminates was characterized with scanning electron microscopy， and the alignment of CF in the PC matrix was observed using an optical microscope and a camera. The result indicated that the alignment of CF was improved with an increase in prestress level. The tensile strength of the laminates showed an increasing rend at first and then a decrease with an increase in prestress， and it increased by 10.66 % and 11.78 % compared to the lowest parts on both sides. However， the tensile modulus showed no relationship with the prestress.

Key words: prestress, carbon fiber, polycarbonate, laminate, mechanical property

中图分类号:

TQ323.4⁺1

何和智, 徐力, 杨以科. 预应力对PC/CF层合板力学性能的影响[J]. 中国塑料, 2022, 36(4): 1-5.

HE Hezhi, XU Li, YANG Yike. Effect of prestress on mechanical properties of PC/CF laminates[J]. China Plastics, 2022, 36(4): 1-5.

图/表 9

图1 螺栓固定的CF

Fig.1 CF fixed by bolts

图2 预应力CF增强热塑性复合材料成型装置

Fig.2 Apparatus for prestressed carbon?fiber?reinforced thermoplastic composite

图3 光学显微镜拍摄的不同预应力下CF的排列情况

Fig.3 Alignment of CF observed by optical microscope

图4 相机拍摄的不同预应力下CF的排列情况

Fig.4 Alignment of CF observed by a acamera

图5 PC/CF层合板冷冻切割断面

Fig.5 SEM of frozen cut sections

图6 PC/CF层合板拉伸断面

Fig.6 SEM of tensile fracture sections

图7 PC/CF层合板的力学性能

Fig.7 Tensile properties of PC/CF laminates

图8 PC/CF层合板的翘曲变形

Fig.8 Buckling deformation of PC/CF laminates

图9 PC/CF层合板的应力?应变曲线

Fig.9 Stress?strain curve of PC/CF laminates

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Effect of prestress on mechanical properties of PC/CF laminates

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