连续纤维增强热塑性复合材料(CFRTP)具有强度高、可设计性强、耐化学性能好、绿色环保等优点,广泛用于航空航天、建筑、汽车等领域。随着应用领域的进一步扩展,市场对CFRTP的需求也快速增长。本文采用熔融浸渍工艺制备了连续玻璃纤维增强聚烯烃预浸带,并通过模压和辊压两种成型工艺制备了复合板材。主要研究了温度、牵引速度、不同模具、层数、纤维排布角度对复合材料力学性能和结构的影响,优化了成型工艺,并对聚乙烯(PE)和连续玻璃纤维增强聚乙烯(GF/PE)复合材料的动态力学性能和非等温结晶动力学进行了研究。针对层间力学性能较弱,进一步研究了落锤冲击对聚丙烯(PP)和连续玻璃纤维增强聚丙烯(GF/PP)复合材料的冲击响应和损伤机理。对复合材料的研究和生产提供了性能参数依据和理论指导。论文的主要内容如下:(1)随着模具温度的升高,GF/PE预浸带的拉伸强度先升高后降低,当牵引速度10r/min、模具温度240℃时,GF/PE预浸带的浸渍效果和力学性能最佳。纤维含量为40%时,GF/PP预浸带和GF/PE预浸带的拉伸强度分别为491MPa和435MPa,通过SEM图发现,GF/PP预浸带的界面粘结效果优于GF/PE预浸带。模压成型中模具温度200℃时,GF/PE复合板材的力学性能最佳,拉伸强度和弯曲强度分别为336MPa和286MPa。采用模具(a)制备复合材料的孔隙率和力学性能都优于模具(b),随着预浸带层数的增加,层间剪切强度变弱导致复合板材力学性能的下降。随着纤维排布角度的增大,纤维在受力方向上的分量越来越大,提高了复合板材的力学性能。辊压成型中模具温度230℃、牵引速度2r/min时,GF/PE复合板材的浸渍效果和力学性能最佳。(2)采用动态力学分析(DMA)研究了纤维含量和纤维长度对GF/PE复合材料的影响。研究结果表明,随着温度的升高GF/PE复合材料的储能模量逐渐降低,在高温下纤维对储能模量的影响更加显著。随着纤维含量的增加,GF/PE复合材料的储能模量逐渐增加,α松弛峰移向高温,γ松弛峰移向低温,损耗因子随着纤维含量的增加而降低。连续纤维增强复合材料的力学性能和储能模量明显优于长纤维,5mm和50mm长纤维增强复合材料的储能模量和损耗因子相差不大,表明5mm和50mm长纤维增强复合材料抵抗变形的能力相近。(3)采用差示扫描量热法(DSC)分析了纯PE和GF/PE复合材料的非等温结晶和熔融行为。对纯PE和GF/PE复合材料结晶曲线分析,结果表明,随着降温速率的提高,结晶峰变宽、结晶起始温度和结晶峰温度移向低温。纤维的异相成核作用提高了GF/PE复合材料初始结晶温度和结晶峰温度,但是结晶焓降低。对纯PE和GF/PE复合材料熔融曲线分析,降温速率和纤维的加入对PE及GF/PE复合材料熔融温度和熔融峰温度影响不大。采用Ozawa、莫氏方程对PE和GF/PE复合材料的非等温结晶动力学进行模拟,其中莫氏方程适用于描述其非等温结晶动力学过程。(4)采用Instron 9250 HV型落锤对PP和GF/PP复合材料进行低速冲击试验,并探究了冲击能量、编织预浸带的宽度、纤维排布角度、预浸带层数对其冲击历程和损伤的影响。结果表明,纤维的加入提高了GF/PP复合材料的承载能力,减小了损伤面积。随着冲击能量的增加,峰值载荷逐渐增加,试样的损伤模式由基体开裂、脱粘演变为分层、纤维断裂等。编织预浸带宽度对GF/PP复合材料的冲击载荷和吸收能量影响不大。由于载荷分布的均匀性,[-45o/45o]试样的承载能力明显优于[-30o/30o]、[-60o/60o]试样。在相同冲击能量下随着层数的增加峰值载荷逐渐增加,损伤面积逐渐减少,表明材料的刚性和承载能力增大,在10J冲击能量下“损伤机理”发生变化的厚度临界值在6~8层之间。