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《碳纖維增強(qiáng)熱塑性樹脂的研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。
1、目錄1緒論11.1選題的依據(jù)及意義11.23D打印技術(shù)的發(fā)展11.3碳纖維增強(qiáng)熱塑性樹脂研究進(jìn)展31.4本論文的主要研究內(nèi)容102實驗部分112.1實驗原料112.2實驗儀器及設(shè)備122.3試樣制備過程122.4性能測試153實驗結(jié)果分析及討論173.1復(fù)合材料的外部形貌173.2復(fù)合材料的亞微觀結(jié)構(gòu)的觀察203.3碳纖維增強(qiáng)熱塑性樹脂復(fù)合材料的力學(xué)性能測試224結(jié)論24參考文獻(xiàn)25致謝27南昌航空大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文碳纖維增強(qiáng)熱塑性樹脂的研究1緒論1.1選題的依據(jù)及意義近年來，隨著人類科技的不斷進(jìn)步，在新興行業(yè)（如3D打印機(jī)）的應(yīng)用上，普通性能的熱塑性樹脂的強(qiáng)度和韌性越來
2、越不能達(dá)到人們的要求了。而碳纖維增強(qiáng)熱塑性塑料(CF/TP)是熱塑性復(fù)合材料的重要分支之一，因為有良好的性能，較高的強(qiáng)度等性質(zhì)，使得其越來越受到消費者的青睞。而且又因為生產(chǎn)及制造CF增強(qiáng)熱塑性樹脂復(fù)合材料的技術(shù)正在不斷完善，并且CF生產(chǎn)量在漸漸增多，使得CF增強(qiáng)熱塑性樹脂復(fù)合材料的價錢逐漸變低。因此隨著CF增強(qiáng)熱塑性樹脂材料的進(jìn)一步發(fā)展，以及CF增強(qiáng)熱塑性樹脂復(fù)合材料成型加工的技術(shù)持續(xù)成熟以及得到突破，CF增強(qiáng)熱塑性樹脂復(fù)合材料一定會變成3D打印原材料領(lǐng)域里吸引大家目光的發(fā)展方向。熱塑性樹脂擁有良好的韌性，卓越的加工性能，可以運用在快速加工成型復(fù)雜制品的上，并且具有低成
3、本、可回收性等性質(zhì)。另外，碳纖維增強(qiáng)熱塑性樹脂復(fù)合材料具有下列特征①較高的模量與強(qiáng)度；②抗蠕變性；③耐疲勞性；④優(yōu)異的振動衰減特性；⑤耐摩擦、磨損；⑥耐蝕性等眾多的優(yōu)異性能[1]。所以CF增強(qiáng)熱塑性樹脂復(fù)合材料在3D打印機(jī)上的應(yīng)用有非常大的潛力可以挖掘。本文研究CF增強(qiáng)熱塑性樹脂復(fù)合材料主要的目的是研究牽引速度對復(fù)合材料成型的外表面的影響、復(fù)合材料直徑D對CF居中度的影響、提高CF增強(qiáng)熱塑性樹脂材料的力學(xué)拉伸性能，讓3D打印機(jī)用的CF增強(qiáng)熱塑性樹脂復(fù)合材料性能更加優(yōu)越。1.23D打印技術(shù)的發(fā)展3D打印是一種累積制造、迅速成型的技術(shù)。主要是把一種數(shù)字模型文件作為基礎(chǔ)，然后
4、把塑料、特殊蠟材、粉末狀的金屬、木材粉末、陶瓷等可粘合的材料當(dāng)成原料，再運用打印噴頭堆積制造立體的物體?，F(xiàn)可用于打印的介質(zhì)種類繁多，如金屬（圖1-1a為SolidConcepts公司生產(chǎn)的3D打印手槍，圖1-1b是圖為第四軍醫(yī)大學(xué)西京醫(yī)院的醫(yī)生在展示3D打印骨盆鈦合金假體備份）；塑料（圖1-1c是上海3D打印展覽的3D打印婚紗禮服，圖1-1d為設(shè)計師厄爾·斯圖爾特設(shè)計的3D打印鞋）；建筑材料（圖1-2a上海張江高新青浦園區(qū)的3D打印建筑）；木材（圖1-2d法國生產(chǎn)商JeremieFrancois生產(chǎn)的木材打印產(chǎn)品）等等。3D打印已經(jīng)成為一個重要的發(fā)展方向，而熱塑性樹脂材
5、料正因為其方便快捷，成為3D27南昌航空大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文打印技術(shù)中重要的發(fā)展組成部分。但是由于3D打印的塑料產(chǎn)品往往是鏤空的，我們需要讓塑料的力學(xué)性能足夠支撐3D打印產(chǎn)品，所以對塑料的進(jìn)行性能的增強(qiáng)是勢在必行的。碳纖維能夠增強(qiáng)熱塑性樹脂的綜合性能，使塑料的各種性能得到一個較好的提高。是3D打印原料的未來發(fā)展方向之一。（a）3D打印手槍(b)3D打印鈦合金骨骼（c）3D打印婚紗(d)3D打印鞋子圖1-1金屬和塑料制造的打印產(chǎn)品27南昌航空大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文(a)3D打印建筑（b）3D打印木材雕塑圖1-2建筑材料以及木材打印產(chǎn)品1.3碳纖維增強(qiáng)熱塑性樹脂研究進(jìn)展1.3.1纖維
6、增強(qiáng)熱塑性樹脂復(fù)合材料1.3.1.1玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性樹脂復(fù)合材料方立[2]研究了長玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯（GF/PP）復(fù)合材料。其通過設(shè)計一種熱塑性樹脂的熔融浸漬裝置，用來獲得一種良好的GF/PP的預(yù)浸帶，然后運用層壓成型的工藝，來提高兩層樹脂之間的剪切性能。結(jié)果表明，該浸漬裝置有良好的效果，增強(qiáng)效果比PP薄層提高的兩層之間的剪切強(qiáng)度11.5%以及短GF提高的層間剪切強(qiáng)度27.6%要好，達(dá)到了38.6%。但是，在提高復(fù)合材料的彎曲性能這個方面，并沒有良好的效果。張彥慶[3]研究了長GF/PP復(fù)合材料。其使用兩臺雙螺桿擠出機(jī)，讓上擠出機(jī)和下擠出機(jī)成90度如圖1-3所示，制備
7、了一種長GF增強(qiáng)PP復(fù)合材料。樹脂由上擠出機(jī)共混、熔融，然后供應(yīng)到下擠出機(jī)，在同一個時間，將已經(jīng)加熱的GF從進(jìn)纖口加到下擠出機(jī)里，最后熔體由模具的模頭擠出來，最后加工得到制品。27南昌航空大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文圖1-3GF/PP成型示意圖崔峰波[4]研究了GF增強(qiáng)尼龍PA（GF/PA）復(fù)合材料。其使用了特別的GF浸漬設(shè)備，并且用雙螺桿擠出機(jī)將共混均勻的改性添加劑和純尼龍（PA）粒料進(jìn)行塑化。通過該浸漬設(shè)備，其制備出了分散性能和浸漬程度較好的長GF/PA66、長GF/PA6粒料。并研究了GF的纖維長短、GF的質(zhì)量比例等對增強(qiáng)材料的性能的改變。研究
