过去研究PP/FRP界面性能,往往只注重剪切强度和弯曲强度测试,由于测试条件都是在室温下进行的,忽视了较高温度下的力学性能和因两种材质的不同而出现的热应力影响。尽管粘结强度也达到了一定的水平,但一经冷热冲击,其复合界面很快就裂开,脱粘分层,出现质量问题。
我们知道,PP的线膨胀系数为112@10-4 e-1左右,而不饱和聚酯缠绕FRP的线膨胀系数为012@10-4 e-1左右,二者相差甚远。PP的使用温度范围为-30 e~100 e,在如此大的温差范围内,PP/FRP界面处产生的热应力是不可忽视的。当热应力大于界面处的粘结强度时,界面就会出现脱粘、开裂、分层等现象,致使产品出现质量问题。
根据我们公司（东莞正航仪器设备有限公司）掌握的资料和多年的经验教训,初步确定两者的复合界面满足下列要求,才有可能保证产品质量即不脱粘、不开裂、不分层。
(1)界面的剪切强度不低于410MPa。
(2)要经得住-30 e和100 e二个温度点的交变冷热冲击,在试验中试样不脱粘、不开裂、不分层。
(3)对冷、热冲击后的试样进行剪切强度测试,其指标大体近似原剪切强度。上述三项指标,以第(2)项为核心指标,要求其它两项相辅。试样规格及试样测试条件如下:
由于冷热传热方式不同,故选冷源-30 e置放20分钟,热源100 e下放置10分钟为一次交变冷热冲击周期。通过实验室大量试验得出A型B型两种界面分别用C、D两种粘结方式的性能最好,基本满足了上列三项要求的性能。具体达到的指标要求见表2、表3。
从表2、3的数据可以看出,其复合界面性能基本上满足了三项指标要求。从表2与表3的数据对比,表2的更稳定,其复合界面更可靠。
尽管正航仪器设备有限公司的数据只是在实验室中取得的,但只要加工些专用设备及工具,就可以制造出工程上应用的PP/FRP复合结构的产品,不再脱粘、分裂、分层的PP/FRP制品将会走向化工市场。（正航仪器网络部撰稿）http://www.zhsysb.cn
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