连续玻璃纤维/聚丙烯热塑性复合材料拉挤成型中的工艺参数

荆蓉¹，张锐涛¹，孟雨辰¹，王彦辉¹，张兴刚^1,2，赵玉^1,3，张用兵^1,3

1. 洛阳双瑞橡塑科技有限公司2. 郑州大学材料科学与工程学院3. 中国船舶重工集团公司第七二五研究所

摘 要：采用复合纱拉挤方法制备连续玻璃纤维/聚丙烯（GF/PP）热塑性复合材料,研究了复合纱拉挤成型过程中模具温度及拉挤速度对GF/PP复合材料截面中心温度的影响。以傅里叶定律为理论基础,分析了拉挤过程中模腔内的瞬态传热过程;建立了工艺参数矩阵,通过有限元数值计算,预测了不同模具温度、拉挤速度下GF/PP复合材料截面中心的温度变化,优选了工艺参数组合。通过实验制备不同温度、不同拉挤速度的GF/PP复合材料,并进行弯曲模量测试及截面形貌观察。结果表明:在GF/PP复合纱拉挤过程中,拉挤速度不宜超过350 mm/min,模具熔融区温度设定应高于180℃;GF/PP复合材料在150℃-230℃-50℃成型温度、100 mm/min拉挤速度的工艺参数设定下获得最优的制品力学性能;在设定拉挤参数时,拉挤速度相较于熔融区温度更重要。

关键词：玻璃纤维/聚丙烯(GF/PP)复合纱;热塑性拉挤;瞬态传热;模具温度;拉挤速度;