Process-induced fiber matrix separation in long fiber-reinforced thermoplastics
Process-induced fiber matrix separation in long fiber-reinforced thermoplastics
复制标题
长纤维增强热塑性塑料中加工引起的纤维基体分离
DOI：
10.1016/j.compositesa.2017.11.024
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发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Osswald, T.A.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Goris, S.;Osswald, T.A.
本研究探讨了长玻璃纤维增强聚丙烯注射成型过程中纤维的迁移。研究发现，纤维浓度均匀分布的简化假设是不准确的，该工艺会导致纤维浓度沿流道和注塑件厚度的显著变化。这是一个简单的板几何形状在不同的标称纤维浓度进行了测试。通过热解测量纤维浓度以获得整体浓度，并使用微计算机断层扫描进行全厚度分析。此外，还研究了部分填充成型时熔体前端的纤维浓度。提出了一种利用微计算机断层扫描和数字图像处理技术计算光纤浓度的新方法。本研究的结果表明，纤维浓度在整个模塑板上存在实质性的不均匀性。纤维在芯层中聚集，其体积分数可达标称纤维浓度的1.5倍。
This work explores the fiber migration during injection molding of long glass fiber-reinforced polypropylene. It was found that the simplified assumption of uniform fiber concentration distribution is inaccurate, and the process causes substantial variations in the fiber concentration along the flow path and through the thickness of injection molded parts. This was tested for a simple plate geometry molded at varying nominal fiber concentrations. The fiber concentration was measured by pyrolysis to obtain a global concentration, and using micro computed-tomography for a through-thickness analysis. Additionally, the fiber concentration at the melt front of partially filled moldings was investigated. A new measurement protocol using micro computed-tomography and digital image processing is proposed to calculate the through-thickness fiber concentration. The results of this study show substantial heterogeneity of the fiber concentration throughout the molded plates. Fibers agglomerated in the core layer with volume fractions up to 1.5 times the nominal fiber concentration.
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