玻璃纖維增強不飽和聚酯基復合材料具備價格低廉、拉伸強度高、密度低、耐化學腐蝕和好的絕緣性等特點，因此廣泛應用于建筑、化工、交通運輸、造船和電氣等領域。 在玻璃纖維增強不飽和聚酯基復合材料中，玻璃纖維的長度 通常來講，連續纖維比短切纖維具有更好的增果，因此連續纖維增強復合材料具有比短切纖維復合材料更好的力學性能。 然而，在制備連續纖維增強不飽和聚酯基復合材料時?往比較困難。 因為連續纖維的流動性較差，加工過程中在模具中的流動性受限，無法很好地深入復雜部件的各個部位，因此成型工藝性差，限制了復合材料性能的提高。
為此，作者嘗試采用連續纖維和短切纖維混合的方式增強?飽和聚酯樹脂，以獲得連續纖維增強復合材料優良力學性能的復合材料，同時改善其模壓工藝性。
試樣制備與試驗方法
１ 試樣制備
試驗用原料有不飽和聚酯樹脂，牌號191，江蘇亞邦涂料股份有限公司生產；連續玻璃纖維，直徑約為10.0μｍ，南京玻璃纖維研究設計院生產；短切玻璃纖維，直徑約為１ ０．０μｍ，長度約為３ｍｍ，南京玻璃纖維研究設計院生產。先將糊&不飽和聚酯樹脂均勻浸漬連續玻璃纖維以制備玻璃纖維與不飽和聚酯樹脂的預混料，其中纖維的質量分數為２ ０％；１ ０ｍ ｉ ｎ后將預混料放入模具中，在其表面均勻撒上一層短切玻璃纖維，其質量分數為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 的連續纖維與短切纖維混合增強的不飽和聚酯基復合材料（簡稱連續纖維與短切纖維混合增強復合材料）；另制備玻璃纖維質量分數為３ ０％的連續纖維增強不飽和聚酯基復合材料（簡稱連續纖維增強復合材料）作為對比試樣。
２ 試驗方法
拉伸性能測試在電子萬能材料試驗機上依照 ＧＢ１ ０ ４ ０－１ ９ ７ ９進行，試樣尺寸為１ １ ０ｍｍ×４ ５ｍｍ×１ ０ｍｍ；彎曲試驗和壓縮試驗在材料試驗機上分別依& ＧＢ ／ Ｔ９ ３ ４ １－２ ０ ０ ０和ＧＢ１ ０ ４ １－１ ９ ７ ９進行，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個試樣的平均值；對拉伸斷口進行噴金處理，用場發射掃描電子顯微鏡（Ｓ ＥＭ）分析復合材料拉伸斷口的形貌。
試驗結果與討論
１ 模壓工藝
連續纖維與短切纖維混合增強復合材料的流動性較好，可順利合模；而連續纖維增強復合材料因流動性差而無法合模，致使飛邊厚度達２ｍｍ 以上，厚度尺寸超標。
２ 力學性能
從圖１可看出，當彎曲變形量達到１ｍｍ 時，連續纖維增強復合材料承受的彎曲載荷為１．０ ７ｋ Ｎ；連續纖維與短切纖維混合增強復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，連續纖維增強復合材料斷口中的纖維分布不均勻，部分區域玻璃纖維比較密集，部分區域纖維分布稀疏，聚集大片的樹脂基體，纖維明顯呈定向分布。 連續纖維與短切纖維混合增強復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 增強機理
在纖維增強聚酯基復合材料中，纖維的端部往往容易產生應力集中而成為裂紋源。 對于連續纖維增強復合材料，因為纖維長t相應端部數量少，因此其力學性能明顯高于短纖維增強復合材料的。 而由于連續纖維流動性差，在復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，模壓過程中當預混料向缺料部位流動補實時，連續纖維難于相互間t散形成交叉，而是成束狀定向流動，這就造成預混料團間不交叉，而是直接粘接在一起，從而造成粘結界面薄弱，在外力作用下易產生裂紋。這些因素往往會降低連續纖維增強復合材料的力學性能。 對于混合纖維增強的復合材料，一方面纖維流動性好，因此復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，因此能使預混料團間形成良好地粘結。 所以，采用一定量的短切纖維與連續纖維制備混合增強復合材料，可有效改善復合材料的模壓工藝性能，同時不會造成復合材料力學性能的明顯下降。
結論
（１） 與連續纖維增強復合材料相比，連續纖維與短切纖維混合增強的方式可有效改善復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） 連續纖維增強復合材料斷口中的纖維分布不均勻，且明顯呈定向分布；連續纖維與短切纖維混合增強復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（上海師范大學信息與機電工程學院，上海２ ０ １ ４ １ ８））
