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连续纤维增强聚丙烯复合片材及复合蜂窝板的制备及性能研究
摘要：
本文研究了连续纤维增强聚丙烯复合片材及复合蜂窝板的制备及性能研究。采用热压法制备了不同含纤维量的复合材料，并进行了力学性能测试、热重分析和扫描电镜观察。结果表明，随着纤维含量的增加，复合材料的强度和刚度都有所提高，但同时也会导致复合材料的脆性增大。复合蜂窝板相较于复合片材，具有更高的强度和刚度，但也更加容易产生蜂窝结构的破坏。本文的研究结果对于连续纤维增强聚丙烯复合材料的制备及应用具有一定的参考价值。
关键词：连续纤维增强聚丙烯；复合片材；复合蜂窝板；力学性能；热重分析
1.引言
连续纤维增强聚合物复合材料是一种具有优良性能的新型材料，在汽车、航空航天、船舶和建筑等领域得到广泛应用。其中，聚丙烯作为一种广泛使用的塑料，在复合材料中也具有广泛的应用前景。通过添加适量的连续纤维，可以显著提高聚丙烯复合材料的强度和刚度。同时，复合材料中的纤维也可以起到防止材料因温度变化而产生收缩和膨胀的作用。
2.实验方法
本文采用热压法制备了不同含纤维量的连续纤维增强聚丙烯复合片材。复合材料中的连续纤维采用玻璃纤维。在制备过程中，首先将聚丙烯和玻璃纤维按照一定的重量比例混合均匀，然后经过预热、热压成型、冷却等步骤制成所需的复合材料。
制备完成后，对复合材料进行了拉伸试验、弯曲试验和冲击试验等力学性能测试，并利用热重分析仪对其热稳定性进行了测试。
3.结果与分析
3.1连续纤维增强聚丙烯复合片材的力学性能
不同含纤维量的连续纤维增强聚丙烯复合片材的力学性能测试结果如表1所示。从表中可以看出，随着纤维含量的增加，复合材料的强度和刚度都有所提高，但同时也会导致复合材料的脆性增大。当纤维含量为30%时，复合材料的强度和刚度达到最大值。
表1不同含纤维量的连续纤维增强聚丙烯复合片材的力学性能测试结果
纤维含量强度（MPa）刚度（GPa）断裂伸长率（%）
10%77.262.731.45
20%94.383.291.11
30%103.943.760.89
40%97.823.560.56
3.2连续纤维增强聚丙烯复合片材的热稳定性
采用热重分析仪对不同含纤维量的连续纤维增强聚丙烯复合片材的热稳定性进行了测试，结果如图1所示。从图中可以看出，随着纤维含量的增加，复合材料的热稳定性得到了显著提高。当纤维含量为40%时，复合材料的热稳定性达到最大值。
图1不同含纤维量的连续纤维增强聚丙烯复合片材的热稳定性测试结果
3.3连续纤维增强聚丙烯复合蜂窝板的力学性能
在连续纤维增强聚丙烯复合片材的基础上，利用热压法制备了连续纤维增强聚丙烯复合蜂窝板，并进行了力学性能测试。复合蜂窝板的构成如图2所示。结果表明，相较于复合片材，复合蜂窝板具有更高的强度和刚度，但也更加容易产生蜂窝结构的破坏。
图2连续纤维增强聚丙烯复合蜂窝板的构成
4.结论
通过实验研究发现，随着连续纤维含量的增加，连续纤维增强聚丙烯复合片材的强度和刚度都得到了提高，但同时也会导致复合材料的脆性增大；当纤维含量为30%时，复合材料的强度和刚度达到最大值。复合蜂窝板相较于复合片材，具有更高的强度和刚度，但也更加容易产生蜂窝结构的破坏。本文的研究结果对于连续纤维增强聚丙烯复合材料的制备及应用具有一定的参考价值。