连续玻璃纤维和玻璃微珠共增强尼龙6复合材料的抗冲击性能

作者：尹洪峰; 薛飞彪; 魏英^*; 杨顺; 汤云; 袁蝴蝶; 任小虎

来源：复合材料学报, 2023, 40(02): 761-770.

DOI：10.13801/j.cnki.fhclxb.20220330.001

• 玻璃微珠
• 玻璃纤维
• 尼龙6基复合材料
• 低速冲击
• 协同效应

低速冲击是聚合物基复合材料在运输和服役过程中常见损伤方式，常造成复合材料结构损伤、性能降低、承载能力下降，影响使用。针对2D纤维增强聚合物基复合材料在冲击载荷作用下抗分层能力差的问题，本文采用熔融挤出结合热压成型法制备了二元和三元尼龙6(PA6)基复合材料，对比研究了连续玻璃纤维(GF)、玻璃微珠(GB)及两者共增强PA6基复合材料的摆锤冲击性能和落锤低速冲击响应。结果表明：(1) GF和GB能显著提高PA6的抗冲击性能，且GF的增强效果明显高于GB;(2) GB增强PA6基复合材料(GB/PA6)的冲击强度随GB加入量增大而先增大后降低，加入量为25wt%时冲击强度最大；冲击载荷作用下，25wt%GB/PA6的耗能机制除了界面脱粘和钉扎效应之外，还发现GB在PA6基体中的滑移耗能新机制；(3) GF和GB共增强PA6复合材料(GB-GF/PA6)中纤维起主要的增强作用，摆锤冲击实验和落锤冲击实验均证明存在协同增强效应；(4) GF和GB共增强的协同增强效应是由于共增强复合材料在冲击载荷作用下，抗Ⅱ型裂纹扩展能力提高，使复合材料抗分层能力得到强化；从而证明在基体中引入适量球形GB是提高2D纤维增强聚合物基复合材料抗低速冲击性能的一条经济和有效途径。

• 单位
  西安建筑科技大学