长玻纤增强聚丙烯复合材料(Long Glass Fiber Reinforced Polypropylene，LGFRPP)是以热塑性树脂聚丙烯为基体，以长玻纤为增强骨架的材料，同时也是长纤维增强热塑性复合材料中产量最大的品种之一 。与短玻纤增强聚丙烯复合材料相比，LGFRPP具有更好的力学性能[1]。由于其优越的机械性能、耐腐蚀性、无毒、低价、密度小和可回收的特点，成为复合材料开发的热点，并在汽车、机械等领域的轻量化设计中得到较为广泛的应用。

1 长玻纤增强PP复合材料的制备工艺

目前，长玻纤增强PP复合材料的制备方法可归纳为两大类：第一类是先通过挤出、造粒方法加工成预浸粒料，然后再经过模压或注射成型为制品的二步法制备技术；第二类是一步法制备加工技术，即在生产线上配混PP树脂、玻纤和添加剂直接注塑、压塑或挤塑为制品[3]。制品的性能与PP树脂基体对纤维单丝浸润包裹的情况有着直接关系，由于热塑性PP树脂的粘度较高，与玻纤之间的浸润性和渗透性较差，因此所有制备工艺的关键在于PP树脂基体对纤维的浸渍技术[4-5]。

选取我院2016年1月～2017年12月医院中入住的82名急性心肌梗死（AMI）行急诊急诊冠状动脉介入治疗患者，男66名，女16名，年龄33～92岁。

Liping Li等[6]使用自主设计的交叉头浸渍模具固定在单螺杆挤出机上制备出长纤维增强PP的复合材料，研究发现通过降低拉伸速度来增强浸润效果进而可以增加复合材料的机械性能。宋河海等[7]利用毛细血管模型建立了一种新的理论浸渍模型，通过自主设计加工的浸渍模具研究了长玻纤增强PP复合材料的界面，研究结果表明降低牵引速度、适当提高加工温度、增大纤维包覆角、选择流动性较好的树脂基体以及适当添加相容剂都可以更好地促进浸渍效果。

林楚琛[8]、Bobing He[9] 、孙海青[10]分别对长玻纤增强PP复合材料的浸渍装置进行了改进，通过增加分散辊、改变分散辊的形状、增加浸渍时间和浸渍温度、增加分散装置受力方向等方式，改善玻璃纤维在熔体池中的分散情况，从而使PP基体更充分地浸渍纤维，达到理想的浸渍效果。

2 影响性能的因素

Jianbing Guo等[ 22]研究了马来酸酐接枝的PP(PP-g-MA)对PP/LGF复合材料的界面相互作用的影响，发现马来酸酐基团打开环并与玻璃纤维表面中存在的羟基形成活性键，增容剂的另一端与PP基质相互作用，通过比较界面间的相互作用，得出PP-g-MA含量为3.5%是增容剂的最佳浓度。Kaizhou Zhang等[23 ]研究了过氧化二异丙苯(DCP)和马来酸酐(MA)的含量对PP/PP-g-MA/LGF的影响，实验结果表明，DCP和MA的增加可有效改善PP和GF之间的界面相互作用，当DCP和MA的含量分别为0.4%和0.8%时，复合材料表现出最好的相容性。Daohai Zhang等[24]进一步地研究了甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝PP共聚物(PP-g-GMA)和马来酸酐接枝PP共聚物(PP-g-MA)两种不同的相容剂对长玻纤增强PP复合材料的影响，发现这两种相剂都很大程度上增加了界面间的粘附力，但PP-g-MA在PP复合材料中要优于PP-g-GMA。Kaizhou Zhang等[ 25]研究了马来酸酐接枝PP(PP-g-MA)和环氧树脂(ER)对长玻璃纤维增强PP复合材料界面行为的影响，发现PP-g-MA和ER可以有效改善PP和LGF之间的界面相互作用，而且，ER的增容效应要优于PP-g-MA。

孙显俊[19]利用模拟分流软件Moldflow对汽车仪表盘注塑塑件中纤维取向进行预测，并通过X光断层扫描技术对纤维分布进行定量分析，通过对各个厚度截面纤维分布的研究发现纤维取向在厚度方向上呈明显的层状分布，并且纤维取向主方向从表层至芯层发生转动，转动的程度受注塑工艺和位置的影响，且纤维容易在芯部发生堆积，芯部纤维含量约为其他位置的2倍，对其进行性能测试，发现0°和90°方向的力学性能相似，45°方向的力学性能较弱。这是由于在熔体与模具接触的薄层熔体受附近剪切速率较大，易于快速冷却，从而形成了与熔体流动方向一致的高度取向的表皮层；在芯部，由于熔体分散流动在垂直于流动方向处于拉伸状态，纤维倾向于流动方向的垂直方向旋转，从而致使纤维在芯部的取向与表层差异很大。

2.1 基体材料

任璞等[12]研究了基体熔体流动速率(MFR)对纤维重均长度(以1g纤维为单元按照重量来算平均长度)和分散度的影响，发现在熔体流动过程中对玻璃纤维产生剪切作用，从而使纤维发生弯曲变形甚至断裂，当基体粘度的降低，纤维束浸渍更加容易，纤维的重均长度和分散度都有明显的提高。

张志坚[17]采用熔融浸渍工艺制备了LGFPP复合材料，在注塑成型工艺不变的情况下发现随着玻纤含量的增加，试样中的玻纤长度逐渐变短。在低玻纤含量下，复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度随着玻纤含量的增加而提高，当玻纤含量为50%时，复合材料的力学性能达到最佳，拉伸强度为158.7MPa，是纯PP的5.7倍，缺口冲击强度为52.6kJ/m2，是纯PP的10.7倍。陈生超 [18]也研究了纤维含量对成型制品中纤维长度和分布情况以及其对复合材料力学性能的影响，研究发现长纤维在加工过程中受到剪切作用而使得平均纤维长度变短，并且随着玻纤含量的增加，复合材料的力学性能得到明显的改善。

玻璃纤维增强相在复合材料中主要承担力的承载作用，其在制品中的含量、长度以及取向与复合材料的性能有着很大的关系[16]。

2.2 玻纤增强材料

宋河海等[13]研究了MFR分别为30g/10min和60g/10min两种不同的PP基体对浸渍玻纤的影响，通过流变实验发现熔融指数高的基体在纤维之间流动更容易，浸渍时间少，复合材料间的界面结合性能更好。李双[14]用MFR分别为3.16g/10min和96.9g/10min的PP基体制备了长玻纤增强PP的复合材料，通过对复合材料的表面、截面以及断面形态的分析，发现玻纤在高流动性PP基体中分散度更好，玻纤外露现象较少，复合材料的整体力学性能得到了提升：拉伸强度、弯曲强度、冲击强度分别增加了30%、29.6%、32%。马旭辉等[15]考察了四种不同MFR的PP树脂基体对复合材料力学性能的影响，发现MFR从4g/10min增加到 80g/10min时，复合材料的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量和冲击强度分别由85MPa、105MPa、4530MPa和190kJ/m2升高到120MPa、145MPa、5609MPa和356kJ/m2。

2.1.2 节介绍了哈希函数可以用于检验消息是否被篡改，但是消息的接收方却无法确认消息的发送方是谁。数字签名能很好地克服该缺点，用户首先产生2把不同密钥，其中一把为私钥，需要秘密保管；另一把为公钥，需要公开发布，且他人很难从用户的公钥推算出相应的私钥。一个数字签名方案[16-17]包含3个多项式时间算法：

2336 如图，过⊙O外一点P向⊙O作切线，切点为A,B，点Q为劣弧上一动点，过点Q作⊙O的切线交线段PA,PB于点M,N，直线AQ,BQ交线段PA,PB于点C,D.若求证：

2.3 界面改性

估计结果显示，环境规制对产业升级产生非线性影响效应。模型 （1）中估计结果显示，一次项环境规制综合指数对产业升级存在激励作用且在5%的水平上显著，而且环境规制强度的逐渐增加将使产业升级指数出现 “N型”影响趋势，说明并不是一味增加环境规制强度就有利于产业升级，环境规制对产业升级的影响并不是简单的线性效应。

PP是非极性聚合物，分子链不具备高反应的活性基团，与玻纤的亲和性较差，长纤维与PP树脂基体之间如何形成良好的界面结合是影响复合材料性能的一个关键因素[ 20]。改善玻纤与PP间的界面一般从两方面考虑[21]：一是对树脂基体改性，通过增加PP树脂基体的活性基团使得与玻纤表面进行反应；二是改善玻璃纤维的表面，通常使用偶联法来对玻纤进行表面处理，使偶联剂的一端与玻纤表面通过牢固的化学键结合，另一端与PP形成分子链缠结。

2.3.1 相容剂对PP基体的改性

长玻纤增强PP复合材料受到载荷破坏时的主要失效形式为：基体破坏、界面脱粘、纤维断裂和纤维拔出。因此，基体树脂、玻纤增强材料以及基体与玻纤两者间的界面结合是影响复合材料力学性能的主要因素[11]。

Xiang Fu等[26 ]研究了辛烷-乙烯共聚物(POE)、马来酸酐接枝的辛烷-乙烯共聚物(POE-g-MAH)和PP-g-MAH三种助剂对长玻纤与PP基体界面粘附力的影响，结果发现：POE几乎不能改善界面结合，而POE-g-MAH和PP-g-MAH都可以改善其界面结合，而且 PP-g-MAH增容效果更好。李建等[27]研究了马来酸酐接枝三元乙丙橡胶(EPDM-g-MAH)相容剂对LGFPP界面的影响，发现少量的EPDM-g-MAH可以有效地改善界面的相容性，极大地增强复合材料的韧性，并且通过对比得到EPDM-g-MAH最适宜的添加量为10%。

他们聊天。他们看着晚霞蜕尽最后的余辉。他们不时对视，围绕着某个话题嘻嘻哈哈。他们也会捉起对方的手，互相预测未来的命运。他们随着音响里的歌声高声吟唱起来。

2.3.2 偶联剂对玻璃纤维的改性

朱建一等[28]研究了硅烷偶联剂KH-550对长玻璃纤维增强PP复合材料的影响。结果表明：加入KH-550后，长玻璃纤维增强PP复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度都有一定的提高，当KH-550用量超过1%后，多余的KH-550对复合材料的界面强度不再产生明显的改善作用，材料的各项性能基本趋于稳定。张彦庆[29]通过对比硅烷偶联剂KH-550和KH-570对长玻璃纤维增强PP复合材料性能的影响得到KH-550的增强效果要明显优于KH-570。这是由于KH-570里面含有的甲基丙烯酰氧基基团没有KH-550里面含有的氨基基团的极性强。孙立坤[30]则通过研究 KH-550和KH-560对复合材料微观形貌的影响发现：经KH-550处理过的复合材料比经KH-560处理过复合材料界面间的孔隙率小，PP基体树脂对玻璃纤维的包覆性更好，用KH-550处理过的复合材料界面粘结效果更好。

3 结语与展望

长玻纤增强PP复合材料，作为一种高性能材料，可用于国防军事、航空航天、能源、机械、汽车制造等诸多领域。虽然对长玻纤增强PP复合材料的研究在近十多年来已经取得了很大的进展，但是由于我国对长玻纤增强PP复合材料的起步较晚，很多领域仍处于起步阶段，甚至某些领域还未涉及，与国外还存在一定的差距，如浸渍过程中对玻纤的损伤、注塑产品CAE分析相关数据的缺乏、玻纤取向不均导致的翘曲变形、生产制品的表面质量等问题都有待进一步研究。另外，随着技术的日益成熟和应用范围的拓展，阻燃和防老化等领域也将是长玻纤增强PP复合材料未来研究开发的方向。

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