長・短ガラス繊維強化PPS複合材の性能比較

PPS 充填短ガラス繊維 (SGF) 複合材料は、自動車、電子機器、電気、機械、計装、航空、航空宇宙、軍事において、高強度、高耐熱性、難燃性、加工の容易さ、低コストなどの利点があります。などの分野が応用されています。

PPS 充填ガラス長繊維 (LGF)複合材料には、高靭性、低反り、耐疲労性、優れた製品外観などの利点があり、給湯器のインペラー、ポンプハウジング、ジョイント、バルブ、ケミカルポンプのインペラーとハウジング、冷却水インペラーとハウジング、家庭に使用できますアプライアンス部品。

それでは、ガラス短繊維 (SGF) 強化 PPS 複合材とガラス長繊維 (LGF) 強化 PPS 複合材の性能の具体的な違いは何ですか?

この論文では、PPS/SGF (短ガラス繊維) 複合材料と PPS/LGF (長ガラス繊維) 複合材料の包括的な性能を比較します。ここで、PPS/LGF 複合材料は溶融含浸プロセスによって調製され、PPS/SGF 複合材料は次の方法で調製されます。溶融混合二軸スクリュー造粒プロセスでは、溶融含浸プロセスを使用する理由は、含浸ダイで繊維束の含浸を達成することであり、繊維は繊維に損傷を与えません。 最後に、2 つのデータの機械的特性の比較は、科学者が材料を選択する際のアプリケーション側に技術的なサポートを提供します。

機械性能分析

樹脂マトリックスに追加された強化繊維は支持骨格を形成することができ、複合材が外力を受けると、強化繊維は効果的に外部負荷の影響に耐えることができます。 同時に、破壊や変形によってエネルギーを吸収し、樹脂の機械的特性を向上させることができます。 次の図は、ガラス繊維の含有量が異なる PPS/SGF 複合材と PPS/LGF 複合材の引張り特性と曲げ特性をそれぞれ示しています。

複合材料の引張強度と曲げ強度は、ガラス繊維の添加量を増やすことで徐々に増加することがわかります。 主な理由は、ガラス繊維含有量が増加すると、外力に耐える複合材料内のガラス繊維が多くなり、ガラス繊維量の増加によりガラス繊維間の樹脂マトリックスが薄くなるためです。ガラス繊維強化フレームの構造に有利です。 したがって、ガラス繊維含有量の増加により、複合材料に負荷がかかり、応力が樹脂からガラス繊維にさらに伝達され、複合材料の引張および曲げ特性が効果的に改善されます。 複合材の引張および曲げ特性が効果的に改善されます。

PPS/LGF 複合材料の引張特性と曲げ特性は、PPS/SGF 複合材料よりも高くなっています。 ガラス繊維の質量分率が 30% の場合、PPS/SGF および PPS/LGF 複合材料の引張強度は、それぞれ 110 MPa および 122 MPa です。 曲げ強度はそれぞれ 175 MPa と 208 MPa です。 および曲げ弾性率は、それぞれ 8 GPa および 9 GPa です。

PPS/LGF 複合材料の引張強度、曲げ強度、および曲げ弾性率は、PPS/SGF 複合材料よりもそれぞれ 11.0 パーセント、18.9 パーセント、および 11.3 パーセント高かった。 PPS/LGF 複合材のガラス繊維の長さの保持はより高く、複合材は同じガラス繊維含有量の下でより優れた耐荷重性と機械的特性を持っていました。

下の図は、PPS/LGF および PPS/SGF 複合材のノッチ付き衝撃強度とノッチなし衝撃強度を示しています。

複合材料の衝撃強さは、ガラス繊維含有量が少ないほど低下することがわかります。これは、主に、ガラス繊維含有量が少ないと、複合材料内でより良い応力伝達ネットワークを形成できず、複合材料のときにガラス繊維が欠陥の形で存在するためです。衝撃荷重を受けるため、複合材の全体的な衝撃強度が低下します。

上記の欠陥は​​、ガラス繊維の先端または亀裂の先端です。 熱可塑性複合材料の破損は、ガラス繊維の先端または亀裂の先端によって引き起こされ、この時点から複合材料が完全に破壊されるまで広がり始めます。 ガラス繊維の含有量が少ない場合、複合材料のガラス繊維先端が増加し、複合材料の破壊に対するガラス繊維先端の影響がガラスの影響よりも大きいため、衝撃性能はある程度低下します。繊維強化。

ガラス繊維含有量の増加に伴い、複合材のガラス繊維は効果的な空間ネットワークを形成でき、強化効果はガラス繊維先端の効果よりも大きくなり、適用された荷重を強化繊維に伝達する効果が向上します。負荷をかけ、複合材の全体的なパフォーマンスを向上させます。 より良い衝撃強度。 ガラス繊維の質量分率が 30% の PPS/LGF の衝撃強さは、PPS/SGF よりも 19.4% 高く、31kJ/m2 から 37kJ/m2 であり、ノッチ付き衝撃強さは 54.5% 高くなっています (7.7kJ/m2 から11.9kJ/㎡）。

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