GMT复合材料的制备及超薄制品模塑成型工艺的研究

摘要

GMT(Glass Mat reinforced Thermoplastics)复合材料是利用连续玻璃纤维针刺毡或短切玻璃纤维针刺毡、短切玻璃纤维和热塑性树脂(如聚丙烯)复合而成的一种高强、质轻、节能和环保，可回收利用的玻璃纤维毡增强热塑性复合材料，是目前国际上极为活跃的复合材料开发品种之一，因其具备钢材以及玻璃钢等其他材料无可比拟的优势，适应了国内诸多行业对先进结构材料的要求。其生产过程中无化学反应、生产周期短、热能消耗低、容易成型加工、产品尺寸稳定、成本低等优点，其中可再生利用的特点，在当今日益严格要求环境保护的氛围下，给予了GMT复合材料极大的生命力和广阔的应用前景，使之被称之为21世纪绿色工业材料之一。
　　 本文是在科研项目的要求下制备一种高性能超薄的GMT复合材料制品，首先对制备高性能的GMT复合材料进行了研究，用熔融工艺法制备GMT复合材料，研究了在熔融浸渍过程中浸渍压力、浸渍时间、浸渍温度对GMT复合材料的性能的影响。研究表明，浸渍温度是在GMT复合材料生产加工中重要的影响参数，温度影响到聚丙烯的熔融状态，直接影响到在浸渍过程中的流动性。温度越高，聚丙烯的流动性越好，越容易浸渍，但过高的温度会导致聚丙烯降解，从而导致GMT复合材料的性能降低。其次对GMT复合材料的预热过程和模塑成型流动性进行了研究，结果表明，不同预热方式及预热温度，影响GMT复合材料的成型加工周期；不同的叠层铺放方式影响到GMT复合材料在模压过程中的流动性，最终影响产品的性能。最后研究了超薄GMT复合材料制品工艺，研究了制备超薄平板样品GMT复合材料的过程中，预热时间、模压压力、模压温度、快速合模时间、加压时间、保压时间等模压工艺参数对制品性能的影响。研究表明，模压工艺参数对模塑成型制品的性能有很大的影响，其中模塑成型时间的控制是重要的参数之一，在模压温度为90℃，模压压力为8MPa的条件下，在快速合模时间为5s，加压时间为15s，保压时间为60s的时候，可以制备性能优良的GMT复合材料制品。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 GMT复合材料的发展

1.1.1 熔融浸渍工艺制备GMT片材

1.1.2 溶液悬浮工艺制备的GMT复合材料

1.1.3 其他工艺制备GMT复合材料

1.2 GMT复合材料的特点

1.3 GMT复合材料成型工艺的研究

1.3.1 GMT复合材料坯料剪裁及装料形式

1.3.2 GMT复合材料的预热

1.3.3 GMT复合材料的压制

1.3.4 GMT复合材料的冷却固化

1.4 本文研究的目的和意义

1.5 本文研究的内容

第2章 GMT复合材料熔融浸渍过程参数的研究

2.1 GMT复合材料制备实验方案的选择

2.2 实验部分

2.2.1 实验原料

2.2.2 实验过程

2.2.3 材料测试

2.3 结果与讨论

2.3.1 浸渍压力影响的研究

2.3.2 浸渍时间影响的研究

2.3.3 浸渍温度影响的研究

2.3.4 GMT复合材料的SEM分析

2.4 小结

第3章 GMT复合材料的模塑成型过程的研究

3.1 GMT复合材料的DSC分析

3.2 GMT复合材料模塑成型预热过程的研究

3.2.1 实验原料

3.2.2 实验过程

3.2.3 结果与讨论

3.3 GMT复合材料模塑成型流动性的研究

3.3.1 实验原料

3.3.2 实验过程

3.3.3 结果与讨论

3.4 小结

第4章 GMT超薄制品模塑成型工艺的研究

4.1 试验过程

4.2 坯料预热时间的确定

4.3 模压温度的确定

4.4 模压压力的确定

4.5 液压过程参数的确定

4.5.1 模压成型过程

4.5.2 过程参数的影响

4.6 小结

第5章 结论

参考文献

致谢