热压成型聚丙烯/玻璃纤维复合膜的结构及力学性能

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2021.04.008

中国塑料 ›› 2021, Vol. 35 ›› Issue (4): 42-46.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2021.04.008

热压成型聚丙烯/玻璃纤维复合膜的结构及力学性能

马忠云(), 丁丽丽, 付伟

神华科技发展有限责任公司，北京 100011

收稿日期:2020-10-15 出版日期:2021-04-26 发布日期:2021-04-21

Structure and Mechanical Properties of PP/GF Composite Films Prepared by Hot Pressing Molding

MA Zhongyun(), DING Lili, FU Wei

Shenhua Technology Development Co，Ltd，Beijing 100011，China

Received:2020-10-15 Online:2021-04-26 Published:2021-04-21
Contact: MA Zhongyun E-mail:11681814@chnenergy.com.cn

摘要/Abstract

摘要：

将酸刻蚀后的玻璃纤维（GF）网引入聚丙烯（PP）基体，通过热压成型技术制备PP/GF复合膜。综合利用X射线衍射仪、差示扫描量热仪、扫描电子显微镜和万能材料试验机对PP/GF复合膜的结晶结构、热行为、界面结合形态和力学性能进行表征分析，重点讨论GF含量对微结构及性能的影响。结果表明，经酸刻蚀后GF表面形成许多沟槽，粗糙度增大，提高了GF与PP基体间的界面结合强度；GF网的引入使成核点增多，结晶度增加；GF含量较低时，PP/GF复合膜的力学性能与PP相比显著提高，GF含量为0.2 %（质量分数，下同）时，PP/GF复合膜的拉伸强度和断裂韧性分别提高了33.75 %和41.15 %；随GF含量的增加，拉伸强度和断裂韧性呈减小的趋势。

关键词: 聚丙烯, 酸刻蚀, 玻璃纤维网, 热压成型

Abstract:

PP/GF composite films were prepared with the acidcorroded glass fiber （GF） net introduced into polypropy-lene （PP） matrix by a hot-pressing molding technique. Their crystalline structure， thermal behavior， interfacial morpho-logy and mechanical properties were characterized using scanning electron microscope， wide-angle X-ray diffraction， differential scanning calorimeter and universal material testing machine. The effect of GF content on the microstructure and mechanical properties was emphatically discussed. The results indicated that there were many grooves developed on the surface of GF after being etched with acid， leading to an increase in surface roughness. This is helpful to improve the interfacial adhesion between GF and PP. The nucleation points were increased with the addition of acid-treated GF， resul-ting in an increase in crystallinity. The mechanical properties of the PP/GF films at a low content of GF were improved significantly compared to pure PP samples， and their tensile strength and toughness increased by 33.75 % and 41.15 % at a GF content of 0.2 wt%， respectively. In addition， the tensile strength and toughness tended to decrease with an increase in the GF content.

Key words: polypropylene, acid-corrodision, glass fiber net, hot pressing molding

中图分类号:

TQ 325.1⁺4

马忠云, 丁丽丽, 付伟. 热压成型聚丙烯/玻璃纤维复合膜的结构及力学性能[J]. 中国塑料, 2021, 35(4): 42-46.

MA Zhongyun, DING Lili, FU Wei. Structure and Mechanical Properties of PP/GF Composite Films Prepared by Hot Pressing Molding[J]. China Plastics, 2021, 35(4): 42-46.

图/表 7

图1 PP/GF复合材料典型的应力?应变曲线

Fig.1 Typical stress?strain curves of the PP/GF composites

样品	弹性模量/MPa	拉伸强度/MPa	断裂韧性/MJ·m^-3
PP	306.23	25.01	4.69
0.2%? PP/GF	333.53	33.45	6.62
0.6%? PP/GF	367.29	31.80	4.75
1%? PP/GF	432.64	28.77	3.22
3%? PP/GF	635.27	26.67	3.19

表1 PP/GF复合膜的拉伸性能

Tab. 1 Tensile property of the PP/GF films

图2 PP/GF复合膜的DSC升温和降温曲线

Fig.2 DSC heating and cooling curves of the PP/GF films

样品	熔点/℃	结晶温度/℃	熔融焓/J·g^-1	结晶度/%
PP	169.84	122.29	94	44.97
0.2%?PP/GF	169.76	122.31	108	51.67
0.6%?PP/GF	168.81	122.72	111	53.11
1%?PP/GF	168.41	122.87	120	57.41
3%?PP/GF	168.27	123.56	127	60.77

表2 PP/GF复合膜的熔融和非等温结晶数据

Tab. 2 Melting and non?isothermal crystallization of PP/GF composite films

图3 PP和PP/GF复合膜的二维X射线衍射图

Fig.3 2D?WAXD patterns of PP parts and PP/GF films

图4 PP和 PP/GF复合薄膜的一维X射线衍射曲线

Fig.4 1D?WAXD curves of PP parts and PP/GF films

图5 GF和PP/GF复合膜的SEM照片

Fig.5 SEM of GF and PP/GF films

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