玻璃纖維增強(qiáng)不飽和聚酯基復(fù)合材料具備價(jià)格低廉、拉伸強(qiáng)度高、密度低、耐化學(xué)腐蝕和好的絕緣性等特點(diǎn)，因此廣泛應(yīng)用于建筑、化工、交通運(yùn)輸、造船和電氣等領(lǐng)域。 在玻璃纖維增強(qiáng)不飽和聚酯基復(fù)合材料中，玻璃纖維的長(zhǎng)度 通常來講，連續(xù)纖維比短切纖維具有更好的增果，因此連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料具有比短切纖維復(fù)合材料更好的力學(xué)性能。 然而，在制備連續(xù)纖維增強(qiáng)不飽和聚酯基復(fù)合材料時(shí)?往比較困難。 因?yàn)檫B續(xù)纖維的流動(dòng)性較差，加工過程中在模具中的流動(dòng)性受限，無法很好地深入復(fù)雜部件的各個(gè)部位，因此成型工藝性差，限制了復(fù)合材料性能的提高。

        為此，作者嘗試采用連續(xù)纖維和短切纖維混合的方式增強(qiáng)?飽和聚酯樹脂，以獲得連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料優(yōu)良力學(xué)性能的復(fù)合材料，同時(shí)改善其模壓工藝性。

        試樣制備與試驗(yàn)方法
        １ 試樣制備
        試驗(yàn)用原料有不飽和聚酯樹脂，牌號(hào)191，江蘇亞邦涂料股份有限公司生產(chǎn)；連續(xù)玻璃纖維，直徑約為10.0μｍ，南京玻璃纖維研究設(shè)計(jì)院生產(chǎn)；短切玻璃纖維，直徑約為１ ０．０μｍ，長(zhǎng)度約為３ｍｍ，南京玻璃纖維研究設(shè)計(jì)院生產(chǎn)。先將糊&不飽和聚酯樹脂均勻浸漬連續(xù)玻璃纖維以制備玻璃纖維與不飽和聚酯樹脂的預(yù)混料，其中纖維的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為２ ０％；１ ０ｍ ｉ ｎ后將預(yù)混料放入模具中，在其表面均勻撒上一層短切玻璃纖維，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為１ ０％；在壓力為１ ０ＭＰ ａ和溫度為１ ５ ０℃的條件下保持３ ０ｓ ，然后脫模獲得厚度為１ ０ｍｍ 的連續(xù)纖維與短切纖維混合增強(qiáng)的不飽和聚酯基復(fù)合材料（簡(jiǎn)稱連續(xù)纖維與短切纖維混合增強(qiáng)復(fù)合材料）；另制備玻璃纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)為３ ０％的連續(xù)纖維增強(qiáng)不飽和聚酯基復(fù)合材料（簡(jiǎn)稱連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料）作為對(duì)比試樣。
        ２ 試驗(yàn)方法
        拉伸性能測(cè)試在電子萬能材料試驗(yàn)機(jī)上依照 ＧＢ１ ０ ４ ０－１ ９ ７ ９進(jìn)行，試樣尺寸為１ １ ０ｍｍ×４ ５ｍｍ×１ ０ｍｍ；彎曲試驗(yàn)和壓縮試驗(yàn)在材料試驗(yàn)機(jī)上分別依& ＧＢ ／ Ｔ９ ３ ４ １－２ ０ ０ ０和ＧＢ１ ０ ４ １－１ ９ ７ ９進(jìn)行，其中彎曲試樣的尺寸為１ ０ ５ｍｍ×１ ０ｍｍ×５ｍｍ，壓縮試樣的尺寸為１ ５ｍｍ×１ ０ｍｍ×２ ０ｍｍ，取５個(gè)試樣的平均值；對(duì)拉伸斷口進(jìn)行噴金處理，用場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡（Ｓ ＥＭ）分析復(fù)合材料拉伸斷口的形貌。
        試驗(yàn)結(jié)果與討論
        １ 模壓工藝
        連續(xù)纖維與短切纖維混合增強(qiáng)復(fù)合材料的流動(dòng)性較好，可順利合模；而連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料因流動(dòng)性差而無法合模，致使飛邊厚度達(dá)２ｍｍ 以上，厚度尺寸超標(biāo)。
        ２ 力學(xué)性能
         從圖１可看出，當(dāng)彎曲變形量達(dá)到１ｍｍ 時(shí)，連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料承受的彎曲載荷為１．０ ７ｋ Ｎ；連續(xù)纖維與短切纖維混合增強(qiáng)復(fù)合材料承受的彎曲載荷為１．０ ５ｋ Ｎ，與前者相比下降了１．９％。

        ３ 斷口形貌
        由圖２可見，連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料斷口中的纖維分布不均勻，部分區(qū)域玻璃纖維比較密集，部分區(qū)域纖維分布稀疏，聚集大片的樹脂基體，纖維明顯呈定向分布。 連續(xù)纖維與短切纖維混合增強(qiáng)復(fù)合材料的斷口中纖維分布較為均勻，纖維相互交叉，散亂分布。

        ４ 增強(qiáng)機(jī)理
        在纖維增強(qiáng)聚酯基復(fù)合材料中，纖維的端部往往容易產(chǎn)生應(yīng)力集中而成為裂紋源。 對(duì)于連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，因?yàn)槔w維長(zhǎng)t相應(yīng)端部數(shù)量少，因此其力學(xué)性能明顯高于短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的。 而由于連續(xù)纖維流動(dòng)性差，在復(fù)合材料模壓過程中不僅合模困難，纖維也不能很好地深入到基體的各個(gè)部位，從而造成纖維在基體中分布不均勻。 此外，模壓過程中當(dāng)預(yù)混料向缺料部位流動(dòng)補(bǔ)實(shí)時(shí)，連續(xù)纖維難于相互間t散形成交叉，而是成束狀定向流動(dòng)，這就造成預(yù)混料團(tuán)間不交叉，而是直接粘接在一起，從而造成粘結(jié)界面薄弱，在外力作用下易產(chǎn)生裂紋。這些因素往往會(huì)降低連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的力學(xué)性能。 對(duì)于混合纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料，一方面纖維流動(dòng)性好，因此復(fù)合材料模壓工藝性較好，纖維在基體中的分布也比較均勻；另一方面，短纖維間易形成交叉，可有效防止纖維成平行束狀，各自為一體，因此能使預(yù)混料團(tuán)間形成良好地粘結(jié)。 所以，采用一定量的短切纖維與連續(xù)纖維制備混合增強(qiáng)復(fù)合材料，可有效改善復(fù)合材料的模壓工藝性能，同時(shí)不會(huì)造成復(fù)合材料力學(xué)性能的明顯下降。

        結(jié)論
        （１） 與連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料相比，連續(xù)纖維與短切纖維混合增強(qiáng)的方式可有效改善復(fù)合材料的模壓工藝性能，其拉伸性能和彎曲性能略有下降，而壓縮性能則有所提高。
        （２） 連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料斷口中的纖維分布不均勻，且明顯呈定向分布；連續(xù)纖維與短切纖維混合增強(qiáng)復(fù)合材料斷口中的纖維在基體中分布較為均勻，纖維相互交叉，散亂分布。

（資料來源于-上官倩芡， 蔡泖華（上海師范大學(xué)信息與機(jī)電工程學(xué)院，上海２ ０ １ ４ １ ８））