過去研究PP/FRP界面性能,往往只注重剪切強度和彎曲強度測試,由于測試條件都是在室溫下進行的,忽視了較高溫度下的力學性能和因兩種材質的不同而出現的熱應力影響。盡管粘結強度也達到了一定的水平,但一經冷熱沖擊,其復合界面很快就裂開,脫粘分層,出現質量問題。
我們知道,PP的線膨脹系數為112@10-4 e-1左右,而不飽和聚酯纏繞FRP的線膨脹系數為012@10-4 e-1左右,二者相差甚遠。PP的使用溫度范圍為-30 e~100 e,在如此大的溫差范圍內,PP/FRP界面處產生的熱應力是不可忽視的。當熱應力大于界面處的粘結強度時,界面就會出現脫粘、開裂、分層等現象,致使產品出現質量問題。
根據我們公司（東莞正航儀器設備有限公司）掌握的資料和多年的經驗教訓,初步確定兩者的復合界面滿足下列要求,才有可能保證產品質量即不脫粘、不開裂、不分層。
(1)界面的剪切強度不低于410MPa。
(2)要經得住-30 e和100 e二個溫度點的交變冷熱沖擊,在試驗中試樣不脫粘、不開裂、不分層。
(3)對冷、熱沖擊后的試樣進行剪切強度測試,其指標大體近似原剪切強度。上述三項指標,以第(2)項為核心指標,要求其它兩項相輔。試樣規格及試樣測試條件如下:
由于冷熱傳熱方式不同,故選冷源-30 e置放20分鐘,熱源100 e下放置10分鐘為一次交變冷熱沖擊周期。通過實驗室大量試驗得出A型B型兩種界面分別用C、D兩種粘結方式的性能最好,基本滿足了上列三項要求的性能。具體達到的指標要求見表2、表3。
從表2、3的數據可以看出,其復合界面性能基本上滿足了三項指標要求。從表2與表3的數據對比,表2的更穩定,其復合界面更可靠。
盡管正航儀器設備有限公司的數據只是在實驗室中取得的,但只要加工些專用設備及工具,就可以制造出工程上應用的PP/FRP復合結構的產品,不再脫粘、分裂、分層的PP/FRP制品將會走向化工市場。（正航儀器網絡部撰稿）http://www.ahqiangfeng.com
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