ABSΠ玻纖復合材料的拉伸強度隨體系中玻纖含量的增加而增大。當體系中玻纖含量為30%時,ABSΠ玻纖復合材料的拉伸強度在80MPa以上,與純ABS樹脂相比,復合材料的拉伸強度提高了近一倍。當材料受到外力拉伸時,ABS樹脂基體首先發生塑性形變,并且隨著拉伸應力的增加塑性形變繼續增大,這時材料抵抗外力的承受體逐漸由ABS樹脂基體轉變為玻纖,故ABSΠ玻纖復合材料的拉伸強度隨著體系中能夠承受較大拉伸應力的玻纖含量的增加而大幅提高。但是,只有當ABS與玻纖的界面粘結力足夠大時才能使玻纖的增強效果充分顯示出來,否則,隨著外力的增大,復合材料很容易從樹脂基體與玻纖的界面處遭到破壞,起不到玻纖增強的作用。由圖1還可以看出,拉伸斷裂伸長率隨著體系中玻纖含量的增加而呈下降趨勢。這主要是由于隨著玻纖含量的增加,ABS樹脂分子鏈間的相對滑動更加困難,從而使混合體系的整體剛性大幅提高所致。
2.2 玻纖含量對硬度和熱變形溫度的影響
圖2 復合材料的硬度和熱變形溫度隨
玻纖含量的變化(玻纖的長徑比為40)
由圖2可以看出,ABSΠ玻纖復合材料的洛氏硬度和熱變形溫度都隨著體系中玻纖含量的增加而大幅提高。當玻纖含量達到20%時,復合材料的熱變形溫度提高了近30℃。這是由于玻纖含量的增加,增大了體系中ABS分子鏈段熱運動的難度,所以只有提高溫度才能使樹脂基體的高分子鏈段得以自由移動,因而使體系的玻璃化溫度提高。此外,導致ABSΠ玻纖復合材料洛氏硬度提高的原因,一方面是復合材料中高硬度玻纖的含量增加使得體系整體硬度提高;另一方面是材料的硬度與該材料抵抗外部拉伸應力的能力成正
比,所以隨玻纖含量的增加體系硬度也提高。
2.3 玻纖含量對沖擊強度和彎曲強度的影響
由圖3可以看出,ABSΠ玻纖復合材料的彎曲強度隨體系中高模量玻纖的增加而明顯提高,而缺口沖擊強度隨著體系中玻纖含量的增加而迅速降低。這是由于,隨著玻纖含量的增加復合材料的缺陷也增多,從而導致體系的應力集中點增加;另一方面,當受到外力沖擊時裂紋可以沿著玻纖迅速擴大,所以隨著體系中玻纖含量的增加復合材料的缺口沖擊強度降低。此外,隨著玻纖含量的增加,體系中能夠吸收大量沖擊能的橡膠粒子濃度也相對降低,所以材料的缺口沖擊強度進一步降低。
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