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工艺与制造英文2023被引 12

通过热塑性可回收树脂注入工艺增强玻纤增强复合材料的力学性能

Enhancement of the Mechanical Performance of Glass-Fibre-Reinforced Composites through the Infusion Process of a Thermoplastic Recyclable Resin

Raffaele Ciardiello, Dario Fiumarella, Giovanni Belingardi · Department of Mechanical and Aerospace Engineering, Politecnico di Torino, 10129 Torino, Italy
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期刊 / 来源Polymers
卷/期/页15 / 15 / 3160
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关键词:玻纤增强复合材料热塑性树脂真空注入成型力学性能ELIUM树脂缺陷分析工艺参数优化

摘要整理

本研究对采用斜纹织物和热塑性可回收注入树脂制备的玻纤增强复合材料(GFRP)层板进行了力学性能测试。所采用的热塑性树脂ELIUM®由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)制成,可通过优化的真空技术进行注入,工艺方式与液态树脂相同。在不同制造条件下进行了拉伸、弯曲和落镖冲击试验,考察因素包括注入前不同的脱气压力和三种不同的注入真空压力。研究建立了在相对较高真空压力0.8 bar下注入ELIUM树脂的工艺方法。X射线显微层析分析表明所制备的层板无缺陷,这与文献中报道的真空注入压力高于0.3~0.5 bar时出现的孔隙问题不同。真空压力值影响层板的力学特性:采用更高的真空压力时,GFRP层板的力学性能得到增强,弹性模量和强度均获得更高的数值。相比之下,注入前的树脂脱气对层板力学性能无显著影响。在0.8 bar真空注入条件下,弯曲强度和拉伸强度分别达到最大值420 MPa和305 MPa,对应的弹性模量分别为18.5 GPa和20.6 GPa。随着真空注入压力增加,所制备层板的密度增加,最大密度达到1.81 g/cm³,与各层板的纤维体积分数相关。

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