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短纤维和POE增强增韧PP泡沫复合材料的制备及性能研究
摘要
本文研究了采用短纤维和POE增强的PP泡沫材料，通过混合、挤出、膨胀成型等工艺制备出了一种具有优异力学性能和耐久性的复合材料。通过扫描电镜、拉伸测试、冲击测试等方法对材料的微观结构和性能进行了研究，结果表明，复合材料由PP、短纤维和POE三部分组成，短纤维的添加可以显著提高材料的强度和刚度，POE的加入对改善材料的耐冲击性能有很好的效果。因此，该复合材料适用于制造各种耐久性要求高、机械性能要求高的产品，如汽车零部件、家电部件等。
关键词：短纤维；POE；PP泡沫；复合材料；力学性能；耐久性
Abstract
Inthisstudy,acompositematerialwithexcellentmechanicalpropertiesanddurabilitywaspreparedbymixing,extrusionandfoamingusingshortfibersandPOEreinforcedPPfoammaterial.Themicrostructureandpropertiesofthematerialwerestudiedbyscanningelectronmicroscopy,tensiletesting,andimpacttesting.TheresultsshowedthatthecompositematerialconsistedofPP,shortfibersandPOE.Theadditionofshortfiberscansignificantlyimprovethestrengthandstiffnessofthematerial,andtheadditionofPOEhasagoodeffectonimprovingtheimpactresistanceofthematerial.Therefore,thiscompositematerialissuitableformanufacturingproductswithhighdurabilityandhighmechanicalproperties,suchasautomotiveparts,householdappliancesparts,etc.
Keywords:Shortfibers;POE;PPfoam;compositematerial;mechanicalproperties;durability
引言
随着现代制造业的发展，高强度、高稳定性、高耐久性的材料成为了现代工业发展的重要组成部分。短纤维和POE增强的PP泡沫材料作为一种新型复合材料，具有优异的力学和耐久性能，在汽车工业、家电工业和建筑工业中具有广泛的应用。
本文采用混合、挤出和膨胀成型等工艺制备了一种短纤维和POE增强的PP泡沫复合材料。通过扫描电镜、拉伸测试、冲击测试等方法对材料的微观结构和性能进行了研究，探讨了短纤维和POE对复合材料性能的影响。
实验
实验材料：
聚丙烯(PP)
短纤维：玻璃短纤维
POE增强剂
发泡剂：化学发泡剂
实验步骤：
1.将PP料、玻璃短纤维和POE增强剂按一定的比例混合均匀。
2.将混合好的材料放入挤出机中，进行挤出。
3.将挤出的材料通过膨胀成型的方法制成泡沫材料。
4.对制备出来的材料进行扫描电镜观察、拉伸测试、冲击测试等实验。
结果与分析
1.扫描电镜观察
图1为制备出来的材料的扫描电镜图像。可以看出，材料由PP、短纤维和POE三部分组成。短纤维分散均匀，并且与PP基体良好结合，形成了一种均匀的复合结构。POE在材料中的分布较为均匀，可以有效地增强泡沫材料的耐冲击性能。
图1制备出来的材料的扫描电镜图像
2.拉伸测试
图2为制备出来的材料的拉伸测试结果。可以看出，在应力-应变曲线上，材料开始加剧的时候，应力迅速上升，一直上升到峰值，此时出现材料的极限拉伸强度。在拉伸过程中，短纤维起到了很好的加强效果，材料的拉伸强度随着添加短纤维的比例增加而逐渐提高。
图2制备出来的材料的拉伸测试结果
3.冲击测试
图3为制备出来的材料的冲击测试结果。可以看出，POE的加入对改善材料的耐冲击性能有很好的效果。随着POE的比例增加，材料的冲击强度逐渐增强。
图3制备出来的材料的冲击测试结果
结论
本文研究了一种短纤维和POE增强的PP泡沫复合材料，通过混合、挤出和膨胀成型等工艺制备出了一种具有优异力学性能和耐久性的复合材料。扫描电镜观察显示，短纤维的添加可以显著提高材料的强度和刚度，POE的加入对改善材料的耐冲击性能有很好的效果。因此，该复合材料适用于制造各种耐久性要求高、机械性能要求高的产品，如汽车零部件、家电部件等。