增强用纤维一般具有大的长径比,按照几何尺寸特点划分属于一维材料,形状上具有各向异性。对于纤维增强材料,按各点弹性形变的形式划分属于非连续变化的非均匀体系,基体和增强纤维之间存在着性质突变的界面,难以形成宏观的各向同性。因此当塑料基复合材料的增强纤维在面内N(N≥3)个等分方向上具有等同的力学性质,即可认为其具有准各向同性。根据材料的对称性来划分,主要包括纵横同性、六向同性和八向同性等。
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. 理学 . 化学 . 高分子化学 . 高分子材料 . 塑料 . 纤维增强塑料各向同性纤维增强塑料
/isotropic fibre-reinforced plastic/
最后更新 2023-01-12
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从多个方向施加大小相同的应力都能引起同样形变量的纤维增强塑料复合材料。
- 英文名称
- isotropic fibre-reinforced plastic
- 所属学科
- 化学
根据所制得塑料基复合材料内部纤维增强体连续性的不同,即连续纤维或非连续纤维,采用的制备技术及需注意的影响因素各不相同。
对于长纤维、织布、毡、无纺布等连续性的纤维增强体而言,多采用浸渍层压的方法制备。纤维可以预先按任意特定方向进行编织铺设,如单向(0°)、±30°、±45°、±60°、±90°等。选取较多的纤维铺设角度(≥3个),就可获得力学性能的各向异性较弱的准各向同性复合材料。常见的铺设方式有0°/±60°和0°/±45°/±90°角度编织得到的六向同性和八向同性的纤维增强塑料。除了铺设角度以外,还可以通过调整铺层顺序、总铺层数等方式得到准各向同性纤维增强材料。当采用无纺布作为增强基质时,由于其内部纤维单元呈杂乱无序排列,较容易获得各向同性复合材料。
将非连续纤维与塑料基体共混复合时,为了达到分散均匀的效果,通常会涉及剪切、拉伸、流动等外场作用,这样容易导致具有一定长径比的短纤维沿某一特定方向择优取向排列,使得纤维增强塑料在平行于纤维方向上的力学性能不同于其他方向,即显示性能各向异性。为了实现性能各向同性,需要在材料成型阶段尽可能减少剪切形变等外场作用,如将挤出切粒后的小颗粒进行热压成型,制备的复合材料局部纤维会有一定取向,但整体上纤维排列是无序的,即宏观各向同性复合材料。
扩展阅读
- 张晓明,刘雄亚.纤维增强热塑性复合材料及其应用.北京:化学工业出版社,2007.
- TONG L, MOURITZ A P, BANNISTER M K.3D纤维增强聚合物基复合材料.黄涛,矫桂琼,译.北京:科学出版社,2008.