本申请要求于2015年12月16日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2015-0180509号的优先权的权益,通过引用将其全部公开内容结合于此。
技术领域:
本公开内容涉及具有改善的拉伸性能的热塑性树脂复合材料(热塑性树脂复合物,thermoplasticresincomposite)和该热塑性树脂复合材料的制备方法。更具体地,本公开内容涉及具有改善的拉伸性能的自增强热塑性树脂复合材料。
背景技术:
:纤维增强塑料(FRP)是用于民用和建筑工程领域、诸如车辆材料的运输领域、电子/电气领域、航空航天领域等中的复合材料。在这种FRP中,将热固性树脂诸如不饱和聚酯树脂、乙烯酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂,或热塑性树脂诸如聚乙烯、聚丙烯、ABS树脂、聚碳酸酯、聚缩醛、聚酰胺、聚苯乙烯、聚苯硫醚等用作基体树脂。将无机纤维诸如玻璃纤维、金属纤维、陶瓷纤维、碳纤维等,或有机纤维诸如天然纤维、聚丙烯纤维、聚酰胺纤维、聚酯纤维、聚丙烯酸酯纤维、聚酰亚胺纤维等以多种形式用作增强纤维。在增强材料中,考虑所得到的FRP的强度,广泛使用玻璃纤维。例如,当将不同于树脂基体的材料的无机纤维诸如玻璃纤维或有机纤维用作FRP的增强材料时,存在难以再循环的缺点。因此,已经发展了具有高再循环性的FRP,该FRP由树脂基体和由相同材料制成的增强剂组成。对于这种自增强复合材料,使用有机纤维,尤其是使用树脂纤维而不是无机纤维作为增强材料的FRP已经得到使用。这种FRP具有比由无机纤维组成的那些稍低的强度。然而,因为增强纤维和基体树脂具有类似的物理性能,所以存在许多优势。自增强复合材料是具有0.9以下的非常低的比重的低比重、高强度的材料,但是它可以表现出与现有的玻璃纤维(不连续的)增强复合材料的那些类似的弹性拉伸模量(tensilemodulusofelasticity)和强度。因此,当将自增强复合材料用作现有的短/长GFRP的替代物时,存在下述优势:与现有的纤维增强的复合材料相比,可能额外降低约30%的重量并且由于使用单独的热塑性材料导致自增强复合材料可以表现出优异的再循环性。可以通过共混或层压基体树脂和增强材料,然后加热并压制它们以形成复合材料的方法制备由基体树脂和由相同材料制成的增强材料组成的FRP,其中,增强材料由具有高强度和高弹性模量的热塑性纤维或膜组成,或基体树脂由与用于增强材料中的热塑性树脂相同的材料和溶剂组成。然而,由于使用溶剂,这种方法造成环境污染问题。因此,需要提供具有优异的再循环性的高强度FRP及其改善的制备方法。已经做出改善FRP的增强效果和拉伸性能的许多尝试,该FRP由基体树脂和由相同材料制成的增强材料组成并示出比由无机增强材料组成的那些更低的增强效果。例如,US6,458,727公开了制备自增强复合材料的方法,其中,制备了高度拉伸的聚丙烯带(polypropylenetape),然后仅选择性熔化它的表面。然而,由于在带编织期间生成波纹(waviness),所以可能劣化物理性能,且因为仅应当选择性熔化高度拉伸的聚丙烯的表面,所以加工窗口变窄,导致生产力降低。另一个实例是自增强的带,该自增强的带如在Lankhorst制造Pure(商品名)中通过共挤出由均聚丙烯(均聚聚丙烯,homopolypropylene)(核)和无规聚丙烯(壳)制备。在该生产中,使用的材料是相同的聚丙烯,但是将具有比用于核中的树脂的熔点更低的熔点的无规聚合物施加至表面,从而拓宽加工窗口并增加生产力。然而,需要编制这种自增强复合材料带的其他方法,且在带编织期间由于生成波纹引起的物理性能的劣化仍然是成问题的。因此,对于具有优异的物理性能诸如拉伸强度的自增强复合材料及其制备方法存在需要,该自增强复合材料通过具有高生产力的简单方法制备,在制备方法中,由于带编织期间生成波纹引起的物理性能的劣化降低,热结合过程简单,且实现高生产力,导致物理性能的劣化降低。技术实现要素:本公开内容的一个目的是提供具有改善的拉伸性能的自增强热塑性树脂复合材料及其制备方法,该自增强热塑性树脂复合材料通过使用具有特定熔点和拉伸比(drawratio)的热塑性树脂固定树脂层制备。本公开内容的另一个目的是提供制备树脂复合材料的方法,其中,通过使用具有特定熔点和拉伸比的热塑性树脂固定由增强树脂和基体树脂组成的树脂层压体(树脂层压材料,resinlaminate)或增强树脂,以及可选地通过热结合(热粘合,heat-bonding)固定的热塑性树脂制备树脂复合材料。本公开内容的又一个目的是提供制备热塑性树脂复合材料的方法,该方法表现出高生产力,具有简单的过程,并能够防止物理性能随着编织过程或热结合过程劣化。附图说明图1示出了通过交织经纱和纬纱的传统方法编织的树脂层压体;图2示出了根据本公开内容的示例性实施方式的树脂层压体,其中,经纱和纬纱在没有交织的情况下线性设置,并且其中,将接合树脂纤维(stitchresinfiber)用于接合(缝合,stitch)经纱和纬纱;图3示出了通过编织增强纤维制备的织物,其中,当根据本公开内容的示例性实施方式编织增强纤维的经纱和纬纱时,以±45度的角度进行接合;图4示出了通过编织增强纤维制备的织物,其中,当根据本公开内容的示例性实施方式编织增强纤维的经纱和纬纱时,以0/90度的角度进行接合;以及图5示出了通过编织增强纤维制备的织物,其中,通过根据本公开内容的示例性实施方式的多种接合图案固定增强纤维。具体实施方式如以上所描述的,本公开内容涉及具有改善的拉伸性能的自增强热塑性树脂复合材料、和自增强热塑性树脂复合材料的制备方法。本公开内容的一个方面提供了制备热塑性树脂复合材料的方法,该方法包括以下步骤:层压基体树脂层和增强树脂层以制备树脂层压体,加热和结合树脂层压体,并且进一步包括在结合树脂层压体的步骤之前,使用具有比增强树脂更低的熔点和拉伸比的接合树脂(stitchresin)固定选自由增强树脂层和树脂层压体组成的组中的一种或多种的步骤。详细地,在结合树脂层压体的步骤之前,可以进行使用具有小于10:1的拉伸比和150℃或更低的熔点的接合树脂固定选自由增强树脂层和树脂层压体组成的组中的一种或多种的步骤。更详细地,制备热塑性树脂复合材料的方法可以包括以下步骤:层压基体树脂层和增强树脂层以制备树脂层压体,该基体树脂层包含具有100℃至150℃的熔点的基体树脂,该增强树脂层包含具有11:1至20:1的拉伸比和160℃至180℃的熔点的增强树脂;以及加热并结合树脂层压体。该方法可以进一步包括在结合树脂层压体的步骤之前,使用具有小于10:1的拉伸比和150℃或更低的熔点的接合树脂固定选自由增强树脂层和树脂层压体组成的组中的一种或多种的步骤。本公开内容的另一个方面提供了包含通过层压基体树脂层和增强树脂层制备的树脂层压体、以及接合树脂的热塑性树脂复合材料,该接合树脂固定选自由增强树脂层和树脂层压体组成的组中的一种或多种并具有比增强树脂更低的熔点和拉伸比。接合树脂可以具有比增强树脂更低的熔点和拉伸比,例如小于10:1的拉伸比和150℃或更低的熔点。详细地,基体树脂层可以包含具有100℃至150℃的熔点的基体树脂,以及增强树脂层可以包含具有11:1至20:1的拉伸比和160℃至180℃的熔点的增强树脂。更详细地,本公开内容涉及包含树脂层压体和接合树脂的热塑性树脂复合材料,该树脂层压体包含具有100℃至150℃的熔点的基体树脂和具有11:1至20:1的拉伸比和160℃至180℃的熔点的增强树脂,该接合树脂具有小于10:1的拉伸比和150℃或更低的熔点,其中,将接合树脂熔化并浸渍到树脂层压体中。在热塑性树脂复合材料中,使接合树脂和基体树脂熔化并结合。复合材料可以具有2.4GPa和更高的拉伸刚度(抗拉刚度,tensilestiffness)和170Mpa或更高的拉伸强度。根据本公开内容的热塑性树脂复合材料及其制备方法,可以使高度拉伸的均聚物增强树脂的效果最大化以改善自增强复合材料的生产力和拉伸性能,通过由于选择性熔化接合树脂引起的潜热可以防止高度拉伸的均聚物增强树脂的结晶度因热而降低,通过减少具有低熔点的接合树脂的使用可以使高度拉伸的均聚物增强树脂的物理性能最大化,并且可以防止由于在带编织期间生成波纹引起的单向物理性能的劣化。在下文中,将更详细地描述本公开内容的方面。根据本公开内容的制备热塑性树脂复合材料的方法可以包括以下步骤:层压基体树脂层和增强树脂层以制备树脂层压体,加热并结合树脂层压体,以及在结合树脂层压体步骤之前,使用具有比增强树脂更低的熔点和拉伸比的接合树脂固定选自由增强树脂层和树脂层压体组成的组中的一种或多种。将更详细地描述制备方法的每个步骤。1.层压基体树脂层和增强树脂层以制备树脂层压体的步骤可以通过通常在热塑性树脂复合材料的制备过程中使用的方法进行层压基体树脂层和增强树脂层来制备树脂层压体的步骤。在树脂层压体的制备中,可以通过以预定的交叉角度(crossingangle)设置它们来层压基体树脂层和增强树脂层。根据本公开内容的制备树脂复合材料的方法可以包括通过熔化将基体树脂浸渍到增强纤维中的步骤,并可以进一步包括使熔化和浸渍的树脂复合材料再结晶的步骤。进一步地,该方法可以包括在熔化和浸渍步骤之前层压基体树脂和增强树脂的步骤。在熔化和浸渍步骤中,可以将层压的复合材料原材料注射到双带层压机(双皮带层压机,doublebeltlaminator)中,以及可以通过一定温度和 由于带(皮带,belt)之间的距离引起的压力熔化基体并将基体浸渍到增强剂(增强体)中。可以使用具有在温度条件下不同的至少两个部分(区域,section)的双带压力层压机,且可以将部分划分为2、3、4或5个部分。在本公开内容的一个实施方式中,如果层压机具有4个部分,那么各个部分可以通过单独运行的辊单独运行,并可以在不同的温度条件下设定。例如,双带压力层压机可以包括不同温度条件下的四个或更多个部分,其中,可以从层压机的入口朝向出口将部分划分为第一部分、第二部分、第三部分、和第四部分,并且当将增强树脂的熔化温度表示为Tm时,第一部分的温度可以在室温至(Tm-50)℃的范围内,当将增强树脂的熔化温度表示为Tm时,第二部分的温度可以在(Tm-50)℃至(Tm-70)℃的范围内,第三部分的温度可以在(Tm-70)℃至(Tm-90)℃的范围内,以及第四部分的温度可以在(Tm-90)℃至(Tm-110)℃的范围内。在热塑性树脂复合材料中,更具体地,作为FRP的组分的自增强复合材料、基体树脂和增强剂可以由树脂材料制成,并且优选地由相同的树脂材料制成。在本公开内容的一个实施方式中,基体树脂可以是以膜的形式,以及增强树脂可以是以纤维、带(tape)或织物的形式。增强树脂可以是以单向纤维(unidirectionalfiber)的形式,并可以以预定的交叉角度设置以制备增强树脂层。作为本公开内容的基体树脂和增强树脂,可以使用任何已知的热塑性树脂,且它们没有特定的限制。优选地,增强树脂具有比基体树脂的熔点更高的熔点。基体树脂层可以包含具有100℃至150℃的熔点的基体树脂,以及增强树脂层可以包含具有160℃至180℃的熔点的增强树脂。在本公开内容中,增强树脂可以具有高拉伸比,例如11:1至20:1的拉伸比。因此,增强树脂层可以包含具有11:1至20:1的拉伸比和160℃至180℃的熔点的增强树脂。用于本公开内容中的基体树脂和增强树脂的实例尤其可以包括热固性树脂,诸如不饱和的聚酯树脂、乙烯酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂,或热塑性树脂,诸如聚乙烯、聚丙烯、ABS树脂、聚碳酸酯、聚缩醛、聚酰胺、聚苯乙烯、聚苯硫醚。增强树脂的实例可以包括选自由聚丙烯、聚丁烯、聚戊烯、聚乙酸乙烯酯(聚(乙酸乙烯酯),poly(vinylacetate))和聚苯乙烯组成的组中的一种或多种。基体树脂和增强树脂可以是聚烯烃树脂,例如包含具有2-4个碳原子的无环烯烃作为重复单元的均聚物、杂聚物或共聚物。聚烯烃树脂的实例可以包括聚乙烯、聚丙烯和/或聚乙烯和聚丙烯的共聚物。增强树脂可以是具有与基体树脂相同或类似的物理性能的树脂。如本文所使用的,术语“自增强”增强剂广义上是指由树脂材料制成的增强剂,且与由基体(由树脂制成)和增强剂(由诸如碳纤维或玻璃纤维的无机纤维制成)组成的常规增强复合材料相区分,以及狭义上是指由具有与基体树脂类似或相同的物理性能的树脂制成的增强剂。例如,可以通过差示扫描量热法(DSC)确定自增强的增强剂。即,当通过DSC分析通过使用基体树脂和增强树脂制备的复合材料时,在第一加热峰可以观察到单个相同的Tm峰,而不是两个不同的峰。2.使用接合树脂固定的步骤可以将接合树脂用于固定选自由增强树脂层和树脂层压体组成的组中的一种或多种。树脂层压体可以是增强树脂的层压体,并且优选地是基体树脂层和增强树脂层的层压体。通过交替地在增强树脂层或树脂层压体之上和之下(上方和下方,overandunder)接合,接合树脂可以用于固定增强树脂层或树脂层压体,且接合树脂可以是以由热塑性树脂制成的纤维的形式。接合树脂可以是具有小于10:1的拉伸比和150℃或更低的熔点 的热塑性树脂,并可以加热接合的增强纤维或树脂层压体来将接合树脂和基体树脂浸渍到增强纤维中,从而将它们固定至增强纤维。例如,当将接合树脂仅用于固定增强树脂层时,可以通过以预定的交叉角度设置具有单向纤维形式的增强树脂制备增强树脂层,并可以将接合纤维用于交替地在增强树脂层之上和之下接合,从而固定增强树脂层。例如,可以以单向纤维的形式制备增强树脂,且可以通过接合层叠和固定以0角度的一个层和以90角度的另一个层。通过作为经纱和纬纱编织增强树脂以及通过接合树脂固定它们制备的增强树脂织物的实例示于图3至图5中。例如,当将接合树脂用于固定由增强树脂层和基体树脂层组成的树脂层压体时,可以通过以预定的交叉角度设置它们来层压基体树脂层和增强树脂层,从而制备树脂层压体,且可以将接合纤维用于交替地在树脂层压体之上和之下接合,从而固定树脂层压体。由增强树脂层和基体树脂层组成的通过接合树脂固定的树脂层压体的实例示于图2中。在本公开内容中,接合树脂可以用于固定基体树脂层和增强树脂层的树脂层压体、以及选自由增强树脂层和树脂层压体组成的组中的一种或多种。进一步地,由于用于固定的接合树脂可以具有低于增强树脂的熔点和拉伸比,所以可以通过加热熔化接合树脂,因此将接合树脂浸渍到树脂层压体中,从而固定树脂层压体。因此,在加热和结合步骤中,可以在不熔化增强树脂的情况下熔化接合树脂。为了实现这种条件,接合树脂可以具有低于增强树脂的熔点和拉伸比,例如小于10:1的拉伸比和150℃或更低的熔点。当使用低熔点/未拉伸的纤维时,仅通过加热选择性熔化低熔点/未拉伸的纤维,因此,由于相变的潜热效应,可以防止高度拉伸的均聚PP的结晶度降低,且由于低熔点/未拉伸的纤维的固定作用,高度拉伸的均聚PP纤维在压缩模制时还可以表现出增强效应。接合树脂可以是以具有1mm或更低,例如0.05至1mm范围内的直径的纤维的形式。如果接合物具有比预定厚度更大的厚度,那么整体材料中的高度拉伸的纤维的比率可变低并可劣化物理性能。在固定步骤中,接合树脂可以交替地在层压体之上和之下通过来固定层压体。如图1中所示的,常规方法是交织经纱和纬纱的编织过程,且存在由于交织可以劣化单向机械性能的问题。然而,如图2所示,可以在不交织的情况下线性设置经纱和纬纱,并可以使用具有低拉伸比和低熔点(小于10:1的拉伸比和150℃或更低的熔点)的接合树脂来接合经纱和纬纱,从而解决交织问题。如图5中所示,取决于目的可以以许多不同的形式修改接合。3.加热和结合树脂层压体的步骤本公开内容的热塑性树脂复合材料可以包含具有小于10:1的拉伸比和150℃或更低的熔点的接合树脂,其中,将接合树脂熔化并浸渍到树脂层压体中以结合树脂层压体。在结合树脂层压体的步骤中,可以在高于接合树脂的熔点的温度下进行加热。在结合树脂层压体的步骤中,可以在100℃至150℃的温度下进行加热。在结合树脂层压体的步骤中,可以通过加热选择性熔化接合树脂和基体树脂。可以通过由于选择性熔化接合树脂引起的潜热防止高度拉伸的均聚物增强树脂的结晶度因热降低,且可以防止在带编织期间由于生成波纹引起的单向物理性能的劣化。根据本公开内容的制备树脂复合材料的方法可以包括通过熔化将增强纤维浸渍到基体树脂中的步骤,并优选地进一步包括使熔化和浸渍的树脂复合材料再结晶的步骤。进一步地,该方法可以包括在熔化和浸渍步骤之前层压基体树脂和增强树脂的步骤。在熔化和浸渍步骤中,可以将层压的复合材料原材料注射到双带层压机中,以及可以通过一定温度和由于带之间的距离引起的压力熔化基体并将基体浸渍到增强剂中。热塑性树脂复合材料可以具有2.4GPa或更高的拉伸刚度和170Mpa或更高的拉伸强度,例如2.4至2.7GPa的拉伸刚度和170至190MPa的拉伸强度。又一个方面提供了包含通过层压基体树脂层和增强树脂层制备的树脂层压体、以及接合树脂的热塑性树脂复合材料,该接合树脂固定选自由增强树脂层和树脂层压体组成的组中的一种或多种并具有低于增强树脂的熔点和拉伸比。接合树脂可以具有低于增强树脂的熔点和拉伸比,例如小于10:1的拉伸比和150℃或更低的熔点。详细地,基体树脂层可以包含具有100℃至150℃的熔点的基体树脂,以及增强树脂层可以包含具有11:1至20:1的拉伸比和160℃至180℃的熔点的增强树脂。更详细地,本公开内容涉及包含树脂层压体和接合树脂的热塑性树脂复合材料,该树脂层压体包含具有100℃至150℃的熔点的基体树脂和具有11:1至20:1的拉伸比和160℃至180℃的熔点的增强树脂,该接合树脂具有小于10:1的拉伸比和150℃或更低的熔点,其中,将接合树脂熔化并浸渍到树脂层压体中。在热塑性树脂复合材料中,可以使接合树脂和基体树脂熔化和结合。复合材料可以具有2.4GPa或更高的拉伸刚度和170Mpa或更高的拉伸强度。可以将根据本公开内容的热塑性树脂复合材料应用到已经通过使用已知的热塑性树脂复合材料制备的许多不同产品中,例如应用到自增强复合材料中。根据按照本公开内容的热塑性树脂复合材料及其制备方法,提供了具有改善的拉伸性能的自增强热塑性树脂复合材料,该自增强热塑性树脂复合材料可以通过使用具有特定熔点和拉伸比的热塑性树脂固定由增强树脂和基体树脂组成的树脂层压体或增强树脂制备。可以将自增强复合材料应用到许多不同产品和工业中。将参考以下实施例更详细地描述本公开内容。然而,本公开内容的范围并不旨在受到以下实施例的限制。比较例1:树脂复合材料的制备为了制备树脂复合材料,制备增强树脂纤维和基体树脂。作为基体树脂,通过特有过程(ownedprocess)使用具有25的MI和130℃的Tm的丙烯/乙烯共聚物树脂以制备膜。作为增强树脂,使用来自LotteChemicalCorp.的Y120树脂,该树脂是具有1的MI、165℃的Tm、和48,0000的分子量(Mw)的均聚丙烯。通过使用特有过程应用15:1的拉伸比以纱线制备增强树脂,然后制备纤维。纤维具有以下机械性能:1880的旦尼尔、133.2gf/旦尼尔的弹性拉伸模量、6.8gf/旦尼尔的拉伸强度、和7.44%的伸长率。使用增强纤维作为纬纱/经纱进行1:1平纹编织(plainweaving)以制备增强织物。为了将增强树脂和基体树脂以增强纤维/基体/增强纤维的这种顺序层压为三层层压体,将它们置于辊型退绕机(roll-typeunwinder)中。当它们从退绕机中传输然后转移至双带压力层压机中时,以该顺序层压增强树脂和基体树脂。加工之前试样的厚度是0.56mm,并以0.5mm的带距离 (辊隙)、8mm/s的带速度和150s的保持时间运行双带层压机。双带压力层压机是具有四个单独部分的双带压力机。在该实验中,将部分1至4设定为不同的温度且部分1的温度最高。将层压机设定为从入口朝向出口具有降低的温度梯度,并将各个部分中的保持时间设定为相同。在部分1中在160℃的温度下、在部分2中在100℃的温度下、在部分3中在80℃的温度下以及在部分4中在50℃的温度下运行层压机。为了测量通过该方法制备的自增强复合材料的物理性能,根据ISO-527方法测量拉伸强度和弹性拉伸模量。结果,得到的自增强复合材料具有163MPa的拉伸强度和2.29GPa的弹性拉伸模量。以下表1中的试样1-5是制备的自增强复合材料制备之后取样五次的试样。[表1]试样弹性拉伸模量(GPa)拉伸强度(MPa)12.1816822.3416132.3315742.3315952.26169平均值2.29163实施例1:通过接合纤维固定的UD类增强树脂的应用作为基体树脂,以与比较例1相同的方式通过特有过程使用具有25的MI和130℃的Tm的丙烯/乙烯共聚物树脂以制备膜。作为接合树脂,通过使用特有过程应用5:1的拉伸比,使用具有25的MI和130℃的Tm的丙烯/乙烯共聚物树脂以制备纤维(与基体中相同的树脂)。作为增强树脂,使用来自LotteChemicalCorp.的Y120树脂,该树脂是具有1的MI、165℃的Tm、和480,000的分子量(Mw)的均聚丙烯。通过使用特有过程应用15:1的拉伸比以纱线制备增强树脂,然后制备纤 维。为了得到由接合树脂固定的增强树脂,该纤维具有以下机械性能:1880的旦尼尔、133.2gf/旦尼尔的弹性拉伸模量、6.8gf/旦尼尔的拉伸强度和7.44%的伸长率。线性设置纤维,然后使用具有130℃熔点的热塑性纤维作为制备的接合树脂以通过接合固定增强树脂,从而制备增强织物。增强织物是单向的(UD),因此将0°和90°作为一组来使用。为了以增强纤维/基体/增强纤维这种顺序将通过接合纤维固定的增强树脂和基体树脂层压为三层层压体,将它们置于辊型退绕机中。当它们从退绕机中传输,然后转移至双带压力层压机中时,以该顺序层压增强树脂和基体树脂。加工之前试样的厚度是0.56mm,并以0.5mm的带距离(辊隙)、8mm/s的带速度和150s的保持时间运行双带层压机。双带压力层压机是具有四个单独部分的双带压力机。在该实验中,将部分1至4设定为不同的温度,且部分1的温度最高。将层压机设定为从入口朝向出口具有降低的温度梯度,并将各个部分中的保持时间设定为相同。在部分1中在160℃的温度下、在部分2中在100℃的温度下、在部分3中在80℃的温度下以及在部分4中在50℃的温度下运行层压机。为了测量通过该方法制备的自增强复合材料的物理性能,根据ISO-527方法测量拉伸强度和弹性拉伸模量。结果,得到的自增强复合材料具有180MPa的平均拉伸强度和2.55GPa的平均弹性拉伸模量。以下表2中的试样1-5是制备的自增强复合材料制备之后取样五次的试样。[表2]试样弹性拉伸模量(GPa)拉伸强度(MPa)12.4819122.6717232.5117342.4918152.59182平均值2.55180与使用没有通过接合纤维固定的增强纤维制备的树脂复合材料相比,通过使用由接合纤维固定的增强纤维制备的热塑性树脂复合材料的评估 性能结果示出了弹性拉伸模量增加约9.5%。这些实验结果表明可以通过单向层压通过接合纤维固定的高度拉伸的纤维增强材料防止由于编织期间的纬纱/经纱波纹引起的物理性能的劣化。进一步地,由于在通过加热使增强纤维不熔化的情况下选择性熔化具有低熔点的接合纤维,所以通过潜热效应防止高度拉伸的均聚PP的结晶度因加热而降低。实施例2:具有不同拉伸比的增强剂的应用在该实施例中,将具有与实施例1中使用的增强树脂的拉伸比不同的拉伸比的树脂用于制备热塑性树脂复合材料,并测量其物理性能。详细地,作为增强树脂,使用来自LotteChemicalCorp.的Y120树脂,该树脂是具有1的MI、165℃的Tm、和480,000的分子量(Mw)的均聚丙烯。通过应用14:1的拉伸比以纱线制备增强树脂,并制备纤维。纤维具有以下机械性能:1850的旦尼尔、120.2gf/旦尼尔的弹性拉伸模量、6.4gf/旦尼尔的拉伸强度、和9.32%的伸长率。线性设置纤维,然后使用具有130℃熔点的热塑性纤维作为制备的接合树脂以通过接合固定增强树脂,从而制备增强织物。增强织物是单向的(UD),因此将0°和90°作为一组来使用。通过与实施例1中基本相同的方法制备基体树脂和接合树脂。以与实施例1相同的方式,使用双带压力层压机以制备由通过接合纤维固定的增强纤维、以及基体树脂和接合树脂组成的热塑性树脂复合材料。为了测量通过该方法制备的自增强复合材料的物理性能,根据ISO-527方法测量拉伸强度和弹性拉伸模量。结果,得到的自增强复合材料具有173MPa的平均拉伸强度和2.43GPa的平均弹性拉伸模量。以下表3中的试样1-5是制备的自增强复合材料制备之后取样五次的试样。[表3]试样弹性拉伸模量(GPa)拉伸强度(MPa)12.4017422.3817832.4817142.5017052.39176平均值2.43173比较例2:具有不同熔点的接合纤维的应用在该比较例中,使用具有不同于实施例1中使用的接合纤维的熔点的树脂以制备热塑性树脂复合材料,并测量其物理性能。详细地,作为接合纤维,使用具有1的MI和165℃的Tm的均聚丙烯树脂以制备具有5:1的拉伸比和0.5mm的直径的纤维。使用制备的接合纤维以固定与实施例1中相同的增强纤维。通过与实施例1基本相同的方法制备增强纤维和基体树脂。以与实施例1中相同的方式,使用双带压力层压机以制备由通过接合纤维固定的增强纤维和基体树脂组成的热塑性树脂复合材料。为了测量通过该方法制备的自增强复合材料的物理性能,根据ISO-527方法测量拉伸强度和弹性拉伸模量。结果,得到的自增强复合材料具有174MPa的平均拉伸强度和1.87GPa的平均弹性拉伸模量。以下表4中的试样1-5是从制备的自增强复合材料取样五次的试样。[表4]试样弹性拉伸模量(GPa)拉伸强度(MPa)11.7817021.8717431.9417641.9217951.86171平均值1.87174比较例3在该比较例中,使用与实施例1中相同的接合纤维和基体树脂膜并使用具有不同拉伸比的增强树脂。详细地,作为增强树脂,使用来自LotteChemicalCorp.的Y120树脂,该树脂是具有1的MI、165℃的Tm、和480,000的分子量(Mw)的均聚丙烯。通过使用特有过程应用10:1的拉伸比以纱线制备增强树脂,并制备纤维。纤维具有以下机械性能:1800的旦尼尔、60.8gf/旦尼尔的弹性拉伸模量、5.8gf/旦尼尔的拉伸强度和16.44%的伸长率。线性设置纤维,然后使用接合树脂以通过接合固定增强树脂,从而制备增强织物。增强织物是单向的(UD),因此将0°和90°作为一组来使用。以与实施例1中相同的方式,使用双带压力层压机以制备由通过接合纤维固定的增强纤维、以及基体树脂和接合树脂组成的热塑性树脂复合材料。为了测量通过该方法制备的自增强复合材料的物理性能,根据ISO-527方法测量拉伸强度和弹性拉伸模量。结果,得到的自增强复合材料具有150MPa的平均拉伸强度和1.17GPa的平均弹性拉伸模量。以下表5中的试样1-5是制备的自增强复合材料制备之后取样五次的试样。[表5]试样弹性拉伸模量(GPa)拉伸强度(MPa)11.1216121.2214331.1114241.2915251.12151平均值1.17150尽管为了举例说明的目的已经公开了本公开内容的优选实施方式,但本领域技术人员应该理解的是,在不背离如在所附权利要求中公开的本公开内容的范围和精神的情况下,各种修改、添加和替换是可能的。当前第1页1 2 3