玻璃纖維增強聚丙烯/尼龍混雜板材的制備與性能研究

張藕生 張云峰 杜浩強 郭瑞 田經緯 李承高 張劭亦 咸貴軍

摘 要 玻璃纖維增強熱塑性復合材料具有重復成型、高韌性、高耐久性、可設計、環境友好及可回收利用等優勢。為解決由聚丙烯樹脂粘度高與尼龍樹脂吸水率高引起的復合材料成型工藝與耐久性問題，本項目采用模壓工藝研發并制備了玻璃纖維增強聚丙烯/尼龍混雜復合材料板材，研究了混雜模式對于板材力學性能與熱性能的影響規律與機理，比較分析了水分子在混雜復合材料內的擴散行為。研究發現，單層層間交替混雜模式板材具有最高的力學性能，拉伸、彎曲和剪切強度最大提升率為132.8%、127.4%和110.4%，歸因于混雜板材中兩種預浸帶在層間粘結-擠壓作用下協同受力，材料性能充分發揮；相比之下，五層預浸帶層間交替混雜模式板材存在明顯薄弱界面層，削弱了板材整體協同受力作用。此外，混雜板材由于聚丙烯樹脂憎水性以及逐層交替混雜模式，延緩或阻止了水分子在尼龍樹脂內部的吸收和擴散行為，導致混雜板材吸水率大幅下降，這對于提升尼龍樹脂基復合材料的耐久性具有重要意義。

關鍵詞 玻璃纖維增強聚丙烯/尼龍；混雜板材；力學性能；混雜機理；吸水性能

Study on Preparation and Properties of Glass Fiber Reinforced

Polypropylene/Nylon Hybrid Sheet

ZHANG Ousheng1， ZHANG Yunfeng2，3，DU Haoqiang2，3， GUO Rui2，3，

TIAN Jingwei2，3， LI Chenggao2，3， ZHANG Shaoyi2，3， XIAN Guijun2，3

（1. Sinopec Shanghai Research Institute of Petrochemical Technology co.， Ltd.， Shanghai 201208; 2. Key Lab of Structural Dynamic Behavior and Control， Ministry of Education， Harbin Institute of Technology， Harbin 150090; 3. School of Civil Engineering， Harbin Institute of Technology， Harbin 150090）

ABSTRACT Glass fiber reinforced thermoplastic composites have advantages， such as repeated molding， high toughness， high durability， designability， environmental friendliness and recyclability. To solve the problems of molding technology and durability of composites caused by high viscosity of polypropylene resin and high water absorption of nylon resin， this project adopted a molding process to develop and prepare glass fiber reinforced polypropylene/nylon hybrid composite sheets. The influence mechanism of hybrid modes on the mechanical and thermal properties of the sheets were studied， and the diffusion behavior of water molecules in the hybrid composite materials was compared and analyzed. Research has found that the single-layer interlaminar alternating hybrid mode sheet has the highest mechanical properties， with the maximum improvement rates of tensile， bending， and shear strength of 132.8%， 127.4%， and 110.4%， which was attributed to the synergistic load-bearing effect of two prepreg tape of hybrid sheet under the interlayer bonding-extrusion effect， and the material properties were fully utilized. In contrast， the interlaminar alternating hybrid mode of the five-layer prepreg tape sheet has a significantly weak interface layer， which weakened the overall synergistic load-bearing effect of the sheet. In addition， due to the hydrophobicity of polypropylene resin and the alternating layer by layer hybrid mode， the absorption and diffusion behavior of water molecules inside the nylon resin were delayed or prevented， resulting in a significant decrease in the water absorption rate of the hybrid sheet， which was of great significance for improving the long-term durability of nylon resin based composites.

KEYWORDS glass fiber reinforced polypropylene/nylon; hybrid sheet; mechanical properties; hybrid mechanism; water absorption

基金項目：中央高?；究蒲袠I務費專項資金（HIT. OCEF. 2022032）；國家自然科學基金（52008137）

通訊作者：李承高，博士研究生，副教授。研究方向為土木工程纖維復合材料。E-mail：lichenggao@hit.edu.cn

1 引言

纖維增強樹脂（Fiber reinforced polymer， FRP）復合材料具有輕質高強、優異的耐腐蝕與抗疲勞性能［1-3］，可有效解決傳統鋼材腐蝕問題而逐漸應用于土木建筑、交通與海洋工程等領域。FRP在上述工程領域的主要應用形式包括新建結構（如橋梁拉索、海洋系泊纜索，預應力筋混凝土結構等）和加固結構（外粘加固、預應力加固等）［4-6］。國外從20世紀末開展了10余座纖維復合材料拉索橋梁的示范應用，其型式包括斜拉索、懸索橋與拱橋吊桿等，并逐漸向大跨度、高負載橋梁結構應用發展［7-9］。近年來，隨著纖維復合材料生產與應用技術的逐漸成熟，由于其具有良好的可盤繞性、抗疲勞性與海洋環境耐腐蝕性，驗證了其在海洋系泊纜索中的適用性。

根據樹脂基體種類，可將FRP分為熱固性復合材料和熱塑性復合材料。目前，FRP多采用熱固性樹脂為基體，具有脆性高、耐海洋濕熱環境性差，且固化后不能現場二次加工等突出問題［10-12］。相比之下，纖維增強熱塑性（如聚丙烯和尼龍等）復合材料是目前最具發展潛力的高性能工程材料，具有韌性高、耐腐蝕/濕熱性能優異、構件裝配連接便捷、環境友好、制備周期短、成本低、可循環利用等優點［13-15］，能夠有效解決傳統鋼筋銹蝕問題及熱固性復合材料制備成本高、生產效率低、韌性差和循環利用率低等問題，是應對復雜海洋與橋梁服役環境和解決鋼筋銹蝕難題的創新型材料。同熱固性復合材料相比，聚丙烯樹脂熔融粘度大、與纖維表面上漿劑相容性差以及工藝參數多場耦合作用是導致熱塑性復合材料成型困難的關鍵問題［16］。這是由于熱塑性樹脂熔融粘度大，纖維充分浸漬困難，在無外加浸漬壓力下易形成孔隙，同時浸漬壓力過大會改變纖維取向；現階段碳纖維表面上漿劑主要適用于環氧樹脂基體，其表面性能與熱塑性樹脂相容性低，導致纖維/樹脂界面粘結性能差；熱塑性樹脂熔融浸漬過程對浸漬模具加工精度要求高，并受材料性能（纖維、樹脂體系）、工藝參數（浸漬溫度與壓力）等多因素影響極為復雜。此外，尼龍樹脂具有較高的吸水率，濕熱環境中水分子在復合材料內的擴散和滲透作用引起樹脂基體可逆塑化作用、不可逆的水解作用及纖維/樹脂界面形成內壓力或溶脹應力［17］，導致尼龍樹脂分子鏈水解與纖維/樹脂界面剝離/脫粘以及復合材料性能退化［18］。結合Fick擴散模型，相關學者［19］發現吸濕導致碳纖維增強尼龍樹脂復合材料彎曲性能退化顯著，呈現纖維微屈曲和層內裂紋等多種混雜破壞模式。針對暴露于實驗室加速環境的相關研究發現［20］，玻璃纖維增強聚丙烯復材筋在堿溶液中表面腐蝕最為嚴重且力學性能退化顯著，這是由于濕熱環境加速了桿體內微孔和裂縫的擴展，導致纖維/樹脂界面脫粘［21］；同時利用Arrhenius理論進行壽命預測發現，玻璃纖維強聚丙烯復材筋在堿環境下服役19.3年后的拉伸強度保留率為60%。

針對由聚丙烯樹脂高粘度引起的成型工藝困難與尼龍樹脂吸水率高引起的耐久性問題，相關研究發現，可通過將兩種熱塑性樹脂（如聚丙烯與尼龍）進行熔融共混可以有效改善熱塑性樹脂的粘度與吸水率，提升熱塑性復合材料的短/長期力學性能。張等人［22］研究了導電炭黑添加對玻璃纖維增強聚丙烯和尼龍樹脂復合材料力學與微觀性能的影響；結果表明，炭黑粒子選擇性分散在尼龍樹脂中，同時尼龍樹脂包覆在玻璃纖維表面，通過具有較大長徑比的纖維相互搭接形成連續的網絡結構，提升了復合材料的力學性能。王昕超等人［23］研究了多單體接枝聚丙烯含量對玻璃纖維增強尼龍6樹脂復合材料吸水前后的靜態、動態力學性能以及微觀性能的影響；結果表明，復合材料的吸水率隨著聚丙烯含量的增加而逐漸降低，同時增加聚丙烯可以顯著的提高復合材料的力學性能，提升機理是由于聚丙烯的加入有效的改善了玻璃纖維與尼龍6樹脂基體的界面粘接性能。目前，通過樹脂共混制備的混雜復合材料的混雜機理尚不清楚，混雜模式對材料的力學性能影響尚不明確，亟需開發高性能熱塑性混雜復合材料的制備工藝并研究復合材料的混雜效應。

綜上分析，本文采用玻璃纖維增強聚丙烯以及玻璃纖維增強尼龍預浸帶，通過混雜排布與模壓工藝制備混雜復合材料板材，研究了混雜模式對于板材力學性能與熱性能的影響規律，揭示了不同混雜模式對板材力學性能的影響機理，比較分析了水分子在混雜復合材料內的擴散行為。研究成果對推進高性能熱塑性復合材料在橋梁與海洋工程中的應用具有重要意義。

2 實驗部分

2.1 原材料

本試驗所采用的玻璃纖維增強尼龍6預浸帶的纖維質量含為50%，拉伸強度為643 MPa，玻璃纖維增強聚丙烯預浸帶為中集創贏復合材料科技有限公司生產，其纖維質量分數為57.5%，拉伸強度為524 MPa。需要說明的是本文所采用的兩種熱塑性樹脂基復合材料預浸帶原材料價格便宜，制備工藝成熟且性能穩定。

2.2 主要設備及儀器

本文采用的主要設備與儀器如下：萬能拉力機（DHY-10080），產地為上海衡翼精密儀器有限公司，拉力機的最大量程為100 kN；平板硫化機，產地為青島亞星機械有限公司，型號為400×400。

2.3 試樣制備

本文采用模壓成型工藝制備玻璃纖維增強熱塑性復合材料混雜板材，制備工藝如下：首先將預浸料裁剪成220 mm×220 mm的方形備用，為了提升預浸帶從模具中的順利脫模，采用脫模劑噴涂至每層預浸帶表面。其次，將裁剪完畢的預浸料鋪整后放入金屬模具的模腔中，通過施加一定的溫度下促使預浸帶內樹脂熔融軟化、流動并充滿金屬模腔內，熱熔溫度和時間為170℃-30分鐘以及220℃-30分鐘；同時對預浸帶施加一定的壓力確保樹脂軟化后內部氣泡有效排除以降低了材料的內部孔隙率。最后，待加熱完成后，關閉模壓機開關使模具自然冷卻到室溫后，進行脫模與修整后獲得熱塑性復合材料混雜板材。

本文中玻璃纖維增強尼龍與聚丙烯樹脂復合材料混雜模式包括：兩種預浸帶每層層間交替、每兩層預浸帶層間交替與兩種預浸帶順序排布（每種預浸帶各一半）。首先，采用預浸帶每層層間交替共計6層制備混雜復合材料板材，制備完畢后發現該試樣表面粗糙（圖2），溝壑很多，這些溝壑是由于尼龍樹脂在空氣中的吸水溶脹作用，導致高溫條件下水蒸氣不能及時排出，在表面形成氣泡痕跡。為了有效去除材料內部的水分，采用60℃烘箱對玻璃纖維增強尼龍6預浸帶處理6小時，同時將板材的層數增加至8層。高溫烘干處理后板材粗糙度顯著降低，溝壑減少（圖2）。該溝壑為表面不同部位凹陷與隆起痕跡，這是由于模壓時預浸帶料少導致的模壓不充分，無法完全填滿模具空腔，從而影響模壓充實度，導致復合材料混雜板材產品密度低、強度不足等問題。為，進一步提升板材的成型質量與性能，選擇十層預浸帶每層層間交替方案制備試樣（記作10-1），試樣制備完畢后，板材表面光滑程度明顯提升，如圖2所示。此外，本文也探索了預浸帶總層數增加至十二層，發現試樣過厚樹脂熔融后易溢出模具。因此，本文最終選擇十層預浸帶，同時采用每兩層預浸帶層間交替（記作10-2）與兩種預浸帶順序排布方式（記作10-5）制備混雜板材試樣。

2.4 性能測試與表征

（1）拉伸性能

玻璃纖維增強熱塑性樹脂復合材料混雜板材的拉伸性能測試參考標準為ASTM D3039，采用切割機將混雜板材切割為220 mm×25 mm×2 mm的拉伸測試試件，測試速率為5 mm/min。試樣在進行拉伸測試前需對兩端進行鋁片錨固處理，其中錨固膠粘劑選用Tc樹脂，鋁片寬度為25 mm，為了增加鋁片的錨固效率，需用壁紙刀對其表面沿著±45°方向進行打磨以增強其與膠粘劑的摩擦力；錨固完畢后將試樣置于60℃烘箱內固化48 h，待膠粘劑樹脂完全固化后從烘箱中取出進行拉伸試驗。

（2）三點彎曲性能

參考規范GB/T9341-2008，測試并獲得試樣的三點彎曲強度。首先，采用切割機將混雜復合材料板材切割成尺寸為33 mm×10 mm×2 mm的矩形試樣，將切割好的試樣放置在試驗機夾具下，并將支撐點調整到合適位置，需確保試樣與夾具、支撐點間的接觸牢固。然后，對試樣施加彎曲荷載，加載速率為2 mm/min；在試驗過程中需要記錄載荷和變形數據，并觀察試樣的變形情況直至試樣發生破壞。最后，根據經典層合板理論，計算并獲得混雜板材的彎曲強度。

（3）層間剪切測試

采用精密切割機將制備好的混雜復合材料板材切割為10 mm×10 mm×2 mm的試樣，采用層間剪切裝置測試板材的層間剪切強度，其中試樣的加載速度為2 mm/min。測試步驟如下：首先將混雜板材平整的放入面內剪切夾具內，通過擰緊螺絲將試樣固定；隨后將上述測試裝置置于壓力機壓頭下進行剪切試驗直至試樣發生剪切斷裂破壞。

（4）動態力學分析測試

為分析混雜板材的熱性能，采用動態力學分析儀測試并獲得混雜板材的熱性能。首先采用精密切割儀，將試樣切割為40 mm×10 mm×2 mm的矩形式樣；然后選擇單懸臂梁夾具，加載頻率為1Hz，升溫速率為5 ℃/min，加熱溫度范圍為25 ℃～200 ℃。

（5）水吸收測試

水吸收測試是描述材料在長期服役過程中水分子在材料內部的擴散行為。吸水率的測定方法為定期將試樣從水槽中取出，擦拭試樣表面水分，采用精密電子天平稱重并記錄板材隨時間的重量變化。本文選擇蒸餾水溶液為浸泡環境，浸泡溫度為60 ℃，為了方便比較分析僅進行最長浸泡時間下（30天）的吸水稱重實驗。最后，根據如下公式（1）計算板材的吸水率。

Mt=Wt－W0W0×100（1）

式中，Mt－試樣的吸水率，%；

Wt－試樣浸泡t時間的質量，g；

W0－試樣初始質量，g。

3 結果與討論

3.1 混雜板材拉伸強度

玻璃纖維增強聚丙烯/尼龍混雜板材的拉伸強度及其與兩種原始預浸帶拉伸強度的比值如圖3所示。由圖3（a）可以發現，預浸帶每層層間交替混雜模式（10-1）的板材取得了最高的拉伸強度，為510.4 MPa。 此外，隨著預浸帶層數增加，采用2層和5層預浸帶層間交替混雜模式板材的拉伸強度隨之下降，如10-2和10-5板材的拉伸強度分別為384.3 MPa和413.5 MPa。拉伸強度下降是采用多層交替混雜模式板材存在明顯界面薄弱層，由于兩種預浸帶力學性能的差異（如強度與斷裂伸長率不同）易在上述界面薄弱層處由于預浸帶變形差異而存在剪切應力集中，且應力集中隨著外荷載增加而逐漸增加，當剪應力超過兩層預浸帶界面粘結強度時，板材首先發生了兩層預浸帶界面脫粘破壞，削弱了板材的整體協同受力作用，導致板材拉伸強度的下降。圖3（b）為不同混雜模式下板材拉伸強度與兩種預浸帶原始拉伸強度的比較，可以發現，混雜板材拉伸強度低于兩種預浸帶母材的拉伸強度，且隨著層間混雜層數的增多而下降。這是由于預浸帶厚度很薄，樹脂基體可很好地浸漬纖維，從而使得預浸帶材料內部缺陷較少，強度更高。相比之下，多層預浸帶在高溫和壓力作用下由于樹脂粘度高及熔點溫度差異，不能完全的浸漬纖維導致預浸帶層間形成一定的缺陷，在拉伸荷載的作用下提前發生斷裂破壞。本文通過調整制備工藝以及優化混雜模式，制備出來的10-1混雜板材幾乎與玻璃纖維增強聚丙烯預浸帶拉伸強度相一致，強度保留率高達97.4%，10-5混雜板材拉伸強度為玻璃纖維增強聚丙烯預浸帶的78.9%。綜上分析，混雜板材最優混雜模式為預浸帶每層層間交替（10-1）。

圖3 混雜模式對玻璃纖維增強熱塑性樹脂復合材料板材拉伸強度的影響

3.2 混雜板材彎曲性能

圖4 混雜模式對玻璃纖維增強熱塑性樹脂復合材料板材彎曲強度的影響

圖5 混雜模式對玻璃纖維增強熱塑性樹脂復合材料板材彎曲強度-位移曲線的影響

混雜板材的彎曲強度與強度-位移曲線如圖4和5示所示。類似于拉伸強度變化趨勢，隨層間預浸帶層數的增加，混雜板材彎曲強度逐漸下降，即由333.4 MPa（10-1）下降至261.7 MPa（10-5）。圖5給出了混雜板材的彎曲強度-位移曲線，可以發現10-1和10-2試樣的彎曲強度-位移曲線呈現多級破壞模式，這是由于層間預浸帶發生了協同受力作用，在物理擠壓和化學粘結作用下預浸帶共同承受外部荷載，當外部荷載達到低斷裂伸長率預浸帶的斷裂極限時即發生首先斷裂破壞，隨后外荷載傳遞至高斷裂伸長率預浸帶直至混雜板材發生最終的斷裂破壞。綜上，這種板材在承受彎曲荷載時表現了明顯的協同受力作用，板材在破壞前擁有明顯的征兆，表現出優異的“延性”破壞模式。相比之下，10-5試樣彎曲荷載-位移曲線呈現先上升后斷裂的破壞特征，這是由于混雜板材由于層間預浸帶層數的增加而出現明顯的界面薄弱層，在彎曲荷載的作用下界面薄弱層首先發生界面脫粘破壞，隨之導致板材整體性發生破壞而最終失效。上述破壞模式更多取決于板材界面粘結強度，而非材料極限性能，導致混雜板材彎曲強度較低。

3.3 混雜板材剪切性能

為了分析混雜板材的層間剪切性能，本文采用層間剪切測試獲得混雜板材的層間剪切強度與強度-位移曲線，如圖6和圖7所示。與拉伸和彎曲強度趨勢保持一致，10-1號試樣層間剪切強度最大，為28.51 MPa，10-5號試樣層間剪切強度最低，為25.83 MPa。10-5試樣更低的層間剪切強度驗證了材料的破壞機理，即10-5號試樣存在剪切界面薄弱層。圖7給出了混雜板材剪切強度-位移曲線，可以發現10-1和10-2號試樣的應力-位移曲線表現兩階段變化趨勢，即應力隨位移逐漸增加，隨后試樣發生剪切破壞而逐漸下降，這與常規單一材料的剪切應力-位移曲線相類似，也證明了10-1和10-2試樣不存在由于材料性能差異而形成的剪切界面薄弱層。對比發現，10-5試樣出現了多級剪切破壞模式，這是由于兩種預浸帶界面處首先發生界面脫粘破壞，引起剪切應力下降，隨后兩種預浸帶各自承受剪切荷載并達到最終極限破壞，這種逐級破壞模式導致混雜板材剪切強度的下降。綜上分析，10-5號試樣混雜板材存在薄弱界面層，在外部剪切荷載的作用下薄弱界面層首先由于粘結強度不足而發生界面脫粘，板材整體協同受力被削弱導致性能下降。

圖7 混雜模式對玻璃纖維增強熱塑性樹脂復合材料板材層間強度-位移曲線的影響

3.4 混雜模式對板材力學性能影響機理分析

在獲得混雜板材拉伸、彎曲和剪切性能后，混雜模式對板材力學性能的定量影響如表1所示，給出了不同混雜模式下拉伸強度、彎曲強度和剪切強度的比值?？梢园l現，10-1號試樣具有最高的拉伸強度，彎曲強度和界面剪切強度，相比于另外兩種試樣強度最高提升率分別為132.8%、127.4%和110.4%，這也意味著此種混雜模式材料發揮了極限性能。此外，另兩種混雜模式下三種強度的比值幾乎接近100%。綜上分析，本文總結了不同混雜模式對混雜板材拉伸、彎曲和剪切性能的受力機理，如圖8所示。對于單層預浸帶層間交替混雜模式（10-1），兩種預浸帶在層間粘結-擠壓效應下發揮協同受力效果，混雜板材發生整體材料極限斷裂破壞模式，具有更高的強度保留率。對于五層預浸帶層間交替混雜模式（10-5），由于兩種預浸帶材料力學性能存在明顯差異，導致混雜板材存在明顯的薄弱界面層，此薄弱層易在拉伸、彎曲、剪切荷載作用下首先發生界面脫粘破壞，削弱了混雜板材整體協同受力作用，最終導致板材具有更低的強度保留率。

3.5 混雜板材熱性能分析

混雜板材熱性能通過動態力學分析測試獲得，如圖9所示?；祀s板材儲存模量隨混雜模式變化與力學性能相似，即10-1號試樣具有最大的儲存模量，10-5號試樣最有最小的儲存模量。實際上儲存模量也反映了材料的協同受力作用，10-1號試樣具有更好的材料協同受力作用，因此具有更大的剛度。10-5號試樣由于存在著界面薄弱層而削弱了協同受力作用，導致剛度隨之下降。同時可以發現玻璃纖維增強聚丙烯的熔點溫度介于165 ℃-170 ℃之間。為了分析混雜板材層間界面性能對熱性能的影響，圖9（b）給出了三種混雜板材損耗因子峰值的變化趨勢?？梢园l現相比于10-1和10-2，10-5試樣損耗因子峰值最高，這也再次證明了10-5號試樣混雜板材出現了薄弱界面層，在薄弱界面層處兩種預浸帶材料由受力不協調，從而導致其在高溫下處損耗模量大幅下降，損耗因子峰值大幅提升。

3.6 混雜板材與其他材料吸水行為比較分析

在獲得混雜板材的力學性能和熱性能后，本文也測試了浸泡在蒸餾水環境下30天后混雜板材的最大吸水率，并將其與其他材料吸水性能進行比較，如表2所示?？梢园l現，本文研發的混雜板材在浸泡30天后的吸水率為0.71%，且未達到飽和狀態。這與GF/PP預浸帶在蒸餾水和堿溶液環境下的吸水率相接近，且遠低于GF/PA6預浸帶的吸水率（3.32%），這是由于聚丙烯樹脂的憎水性以及逐層交替混雜模式延緩或阻止了水分子在尼龍樹脂內部的吸收和擴散行為，導致混雜板材吸水率大幅下降，且飽和吸水時間大幅提升。同時通過具有比較不同厚度的混雜板材和預浸帶的飽和吸水時間，可以發現通過增加材料厚度可以顯著的降低材料的飽和吸水時間。另一方面，通過比較蒸餾水和堿溶液環境下材料的吸水率，可以發現由于堿溶液對玻璃纖維的刻蝕作用，從而導致材料內部缺陷和孔隙的形成，而大幅提高了材料的吸水率或飽和吸水率。此外，本文也將當前研發的混雜板材與聚丙烯樹脂和環氧樹脂的吸水率進行了比較，可以發現環氧樹脂的吸水率遠高于當前混雜板材的吸水率，這也意味著聚丙烯樹脂復合材料具有更加優異的憎水行為，通過混雜模式可以顯著的延緩尼龍樹脂復合材料的吸水率。綜上分析，通過單層交替混雜模式與聚丙烯樹脂的憎水行為可以制備具有低吸水率的混雜復合材料，這對于提升復合材料在實際服役環境下的長期耐久性能具有更加重要的意義。

4 結語

（1）研發了高性能玻璃纖維增強聚丙烯/尼龍混雜板材，發現單層層間交替混雜模式的板材具有最高的力學性能與熱性能，拉伸、彎曲和剪切強度最大提升率分別為132.8%、127.4%和110.4%。

（2）單層層間交替混雜模式板材中兩種預浸帶在層間粘結-擠壓效應下發揮協同受力作用，混雜板材發生整體材料極限斷裂破壞模式；5層預浸帶層間交替混雜模式板材存在明顯薄弱界面層，削弱了混雜板材整體協同受力作用，界面層的提前脫粘破壞導致了較低的板材強度。

（3）混雜板材由于聚丙烯樹脂憎水性以及逐層交替混雜模式，延緩或阻止了水分子在尼龍樹脂內部的吸收和擴散行為，導致混雜板材吸水率大幅下降，飽和吸水時間大幅提升，對于提升復合材料在實際服役環境下的耐久性能具有重要意義。

參 考 文 獻

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