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Experimental investigation and molecular dynamics simulations of plasma treatment on the interface strength of overmolded hybrid fiber reinforced polypropylene composites

材料科学 复合材料 聚丙烯 纤维 造型(装饰) 分子动力学 纤维增强复合材料 热塑性塑料 扩散 等离子体 化学 计算化学 物理 量子力学 热力学
作者
Honghu Tang,Wuping Shi,Yudong Ding,Tianyu Miao,Liang Fu,Mingyong Zhou,Zhanyu Zhai
出处
期刊:Polymer Composites [Wiley]
卷期号:43 (3): 1799-1808 被引量:5
标识
DOI:10.1002/pc.26498
摘要

Abstract Overmolded hybrid fiber reinforced thermoplastic composites (hybrid thermoplastic composites) composed of continuous fiber and short fiber reinforcement benefit from high mechanical performance, geometric complexity as well as low production cycle times. The effective bonding of continuous fiber reinforced part and injection molding compounds plays a vital role in controlling the mechanical performance of hybrid composites. In this present work, plasma treatment was applied on continuous fiber reinforced polypropylene composites laminate for increasing interface strength of hybrid composites. The effect of the plasma treatment was studied through experiments and molecular dynamics (MD) simulation. The results show that plasma treatment increases the interface strength of hybrid composites because of the generation of polar groups of OH, COOH, and NH 2 . The contribution of each aspect to the improved interface strength was quantified by MD simulation. It is found that these active functional groups can promote the diffusion coefficient at interface. Moreover, the introduction of NH 2 is more likely to enhance the bonding strength from the perspective of generated interaction energy at the interface.
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