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《华南理工大学》 2012年
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玻璃纤维/聚丙烯熔体悬浮体系流变行为研究

雷玉才  
【摘要】:由于具有轻质高强、成型方便、制造周期短、成本低等优点,纤维增强热塑性聚合物复合材料正在逐步成为工程塑料和金属材料的替代品,己是汽车轻量化进程中的首选材料。而材料熔体的流变行为对材料加工工艺的选择和制品的最终力学性能有着重要的影响,深入了解纤维/热塑性聚合物熔体的流变性能,能够有效地优化材料的加工成型过程,为加工设备的设计和选取提供可靠的依据,为加工过程的模拟分析工作提供基本的数据。 然而,针对纤维/热塑性聚合物熔体进行的详细的流变研究,还非常少。因此,本文使用毛细管流变仪,以玻璃纤维/聚丙烯熔体为对象,研究了纤维含量、纤维长度对熔体流变行为的影响,探讨了熔体在不同角度圆锥形流道中的流动规律,并在前人研究的基础上,对纤维/热塑性聚合物熔体的流变行为给出数学描述。 研究结果表明:在纤维沿流动方向单轴取向的条件下,玻璃纤维/聚丙烯熔体的剪切流动在剪切速率为:101~104s-1范围内,拉伸流动在拉伸应变速率为:101~103s-1范围内,都符合幂率定律,具有明显的应变变稀行为。 玻璃纤维/聚丙烯熔体在流过不同角度圆锥形流道时,随圆锥角度的增大,流道中的压力降先下降后升高,存在一个临界圆锥角度,随纤维含量的增加,临界角度变小。而且纤维在流道中的折断也与圆锥角度有关,圆锥角度越小,流过流道后,纤维保留长度越长。 通过修正Pipes的模型,建立了树脂基体的流动参数、纤维含量、纤维长度等参数与纤维/聚合物熔体的宏观流动规律的数学关系,发现模型预测结果与实验测得的流动规律吻合很好,证明了修正的Pipes模型在纤维/聚合物熔体中有较好的适用性。
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TQ327.1

【参考文献】
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