等规聚丙烯纤维基体同质复合材料 界面结晶及力学性能的研究-材料工程专业论文.docxVIP

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等规聚丙烯纤维基体同质复合材料 界面结晶及力学性能的研究-材料工程专业论文

万方数据 万方数据 学位论文原创性声明 本人郑重声明:所呈交的学位论文,是由本人在导师的指导下,独立进行 研究所取得的成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外,本文不包含任何 其他集体或个人已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的 集体和个人,均已在文中做了明确的说明并表示谢意。本声明的法律责任由本 人承担。 学位论文作者: 日期: 年 月 日 学位论文使用授权声明 本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品,知识产权属于郑州大学。 根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留或向国家有关部 门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅;本人授权郑州 大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关的数据库进行检索,可以采用影 印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使 用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时,第一署名单位仍然 为郑州大学。必威体育官网网址论文在解密后应仍遵守此规定。 学位论文作者: 日期: 年 月 日 摘要 摘 要 纤维增强等规聚丙烯(iPP)复合材料可以提高 iPP 力学性能,进而使其得 到更广泛的应用。然而,对于纤维增强聚合物来说,无论是异质纤维增强还是 同质纤维增强,都存在界面问题。因此,纤维和基体之间形成的界面一直是该 领域的研究热点。对于异质纤维增强聚合物来说,由于其热导率、热膨胀系数、 弹性模量和泊松比等不同,往往会出现界面粘结不够理想,以及界面处形成热 应力等问题。同质纤维增强是目前复合材料研究的一个新视角,不仅可以解决 以上问题,还符合环境友好发展的趋势。本文主要的研究工作是:首先通过熔 融纺丝制备 iPP 纤维,研究其本身的结构与性能;然后将 iPP 纤维在不同温度下 引入到 iPP 基体中制备同质复合材料,研究不同的纤维引入温度对其本身结构与 性能的影响,以及对复合材料界面结晶形貌的改变,并探讨了界面结晶特征与 力学性能之间的关系;其次,将 iPP 纤维在不同温度下进行退火热处理,研究退 火对纤维本身结构与性能的影响,随后仍然将退火后的 iPP 纤维引入到 iPP 基体 中制备同质复合材料,研究退火对 iPP 纤维诱导基体结晶能力的改变以及对相应 的同质复合材料的力学性能的影响。研究的主要结果如下: (1)通过熔融纺丝制备的 iPP 纤维具有高取向和高熔点,为同质复合材料 的制备提供了前提。随着引入温度的升高,iPP 纤维的熔融程度增大,与基体之 间的界面粘结更好,但其本身的取向程度和强度均呈现下降趋势。此外,对同 质复合材料进行拉伸性能测试,结果表明随着 iPP 纤维引入温度的升高,拉伸强 度呈现先升高再降低的趋势,并在引入温度为 160 °C 时达到最大值。这是由于 纤维本身的取向度、拉伸强度和界面粘结共同作用的结果。 (2)退火不仅可以使 iPP 纤维的取向程度略微增加,而且使其结晶结构得 到完善,片晶厚度、无定形区的厚度及结晶度都得到了明显的增加;此外,退 火后的 iPP 纤维诱导基体结晶能力有所提高,这和退火完善了其本身的结晶结构 是分不开的。同时对退火后的 iPP 纤维引入到 iPP 基体中制备的同质复合材料进 行了拉伸测试。结果表明同质复合材料的力学性能也得到了提高。在不考虑界 面粘结的情况,是因为退火提高了 iPP 纤维本身的力学性能所造成的。 关键词:等规聚丙烯 同质复合材料 界面结晶 退火 拉伸强度 I Abstract Abstract Abstract Fiber reinforced isotactic polypropylene (iPP) composites have been widely used in diverse fields because the adding of fiber improves the mechanical property of iPP. However, interfacial interaction between fiber and matrix is a critical factor for determining the mechanical property of homogeneous or heterogeneous fiber reinforced composites. Hence, as the connection of fiber and matrix, the tunning of interface between fiber and iPP matrix is always the hot issue in this field. For heterogeneous fiber reinforced composites, it alway

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