石英纤维增强氰酸酯树脂基复合材料性能研究

研究了QF210石英纤维增强新型的改性氰酸酯树脂基复合材料的耐热性、力学性能和介电性能,结果表明5528A／QF210复合材料具有优良的力学性能和优异的介电性能,可在150℃下使用。尤其是5528A／QF210复合材料的介电性能具有极好的频率稳定性,适合作为宽频高透波材料。     

石英纤维布/J-284PD氰酸酯树脂复合材料的制备与性能

采用热压罐成型的方法制备了石英纤维布/J-284PD氰酸酯复合材料,并验证了其力学性能、介电性能和耐湿热性能。结果表明:中温固化的石英纤维布/J-284PD复合材料,其介电性能、力学性能和耐湿热性能优异,其中拉伸强度为630 MPa,层间剪切强度为58.8 MPa,介电常数为3.1,损耗角正切为0.003;经过10 d湿热试验后,性能最大仅下降10%。     

PBO纤维与石英纤维混编增强氰酸酯树脂基复合材料的研究

结合PBO纤维增强树脂基复合材料优异的介电性能和石英纤维增强树脂基复合材料优异的力学性能,本文设计了石英纤维与PBO纤维体积比55∶45混合编织,同时采用空气气氛对混编纤维表面进行等离子体处理,等离子体处理工艺为400W/10min,制备的氰酸酯树脂复合材料力学性能较纯PBO纤维增强氰酸酯树脂复合材料具有更加优异的性能,弯曲强度提高了62%,层间剪切强度提升了231%,大大加快了PBO纤维复合材料在透波复合材料领域的应用步伐。     

聚苯醚/聚丁二烯共混物及其复合材料的性能研究

采用DMA和SEM等手段研究了聚苯醚(PPO)与聚丁二烯(PB)共混体系的相容性,测试了共混物的流变性能,玻璃纤维增强复合材料的介电性能、力学性能、耐溶剂性和吸水率.结果表明:在聚苯醚与聚丁二烯的共混切中加入相容剂可以有效的提高共混物的相容性,共混物的溶解温度宜控制在50～60℃;复合材料层压板具有优异的介电性能、较好的力学性能、良好的耐溶剂性能和低的吸水率.PPO/PB共混物与玻璃纤维之间具有良好的界面粘结性能.聚苯醚的含量对共混体系的介电性能有一定的影响.随着PB的加入,使得复合材料的耐溶剂性能得到很大的改善.     

聚倍半硅氧烷树脂／石英纤维复合材料耐高温性能研究。

研究了有机硅树脂/石英纤维复合材料的拉伸性能、耐高温性能和介电性能.研究结果表明,纤维预处理方式对纤维和复合材料力学性能有较大影响.采用甲苯浸泡,继而350℃高温加热400s可在获得较好纤维强度的前提下除去浸润剂.复合材料经热处理后仍能保持很好的力学强度和介电性能,550℃处理后.拉伸强度达到了360MPa以上,介电常数仍在3.30以下,满足导弹天线罩用复合材要求.     

石英纤维织物增强复合材料性能研究

本文分别研究了QW280和TC 8/3-K-TO石英纤维织物/改性环氧树脂复合材料的力学性能和介电性能,结果表明QW280/改性环氧树脂复合材料与TC 8/3-K-TO/改性环氧树脂复合材料力学性能和介电性能基本相当.     

新型尼龙织布梭的研制及其应用

研究了马来酸酐接枝线性低密度聚乙烯(LLDPE-g-MAH)增容剂对尼龙66/超高分子量聚乙烯(PA66/UHMWPE)复合材料力学性能和形态结构的影响。结果表明,当LLDPE-g-MAH用量为16份时PA66与UHMWPE具有较好的相容性,制得的PA66/UHMWPE复合材料具有较好的综合性能,用其生产的尼龙梭取得了较好的使用效果。     

干法与湿法凝胶纺丝UHMWPE纤维的结构与性能

比较干法与湿法凝胶纺丝工艺制得超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)纤维的性能特征;采用扫描电镜观察纤维的表面形貌,利用X射线衍射计算其结晶度、晶粒尺寸及取向度,利用差示扫描量热仪测试纤维热性能等,并测试其力学性能及密度。结果表明:干法工艺制得的UHMWPE纤维较湿法工艺制得的纤维表面更为光滑、平整;采用干法工艺制得的纤维结晶度为72.54%,湿法工艺制得的为70.20%,两种工艺制得纤维均有较高的取向度;干法工艺制得的纤维断裂强度为31.87 cN/dtex,湿法工艺制得的为29.10cN/dtex,干法工艺制得的纤维力学性能更好;干法工艺制得的纤维密度增加得更大,熔点及熔融起始温度高,熔程短。     

石英纤维增强含硅芳炔树脂复合材料的制备与性能

通过模压成型工艺制备了石英纤维增强含硅芳炔树脂复合材料,研究了不同纤维直径的石英纤维斜纹布以及不同结构的石英纤维织物增强含硅芳炔树脂复合材料的力学性能和介电性能。研究结果表明,纤维直径为7.0μm的石英纤维增强含硅芳炔树脂复合材料比直径为7.5μm的具有更加优异的常温和高温力学性能。并且,2D石英纤维织物增强含硅芳炔树脂复合材料的力学性能优于3D。而纤维直径和织物结构的改变对该复合材料的介电性能影响不明显。     

纤维织物增强磷酸盐透波复合材料研究

研究了石英纤维织物和氧化铝纤维织物增强磷酸盐复合材料的成型工艺、介电性能及力学性能,并分析了影响力学性能高温稳定性的主要原因,获得了可分别在300℃、700℃下长期稳定使用的石英、氧化铝纤维织物增强磷酸盐透波复合材料,在8 GHz～18 GHz范围内,介电损耗均小于0.015,具有宽频低介电损耗的特点,是一类性能优异的耐高温透波复合材料。     

Properties of UHMWPE fiber-reinforced composites

Based on our previous work, a new thermosetting resin system, named PCH, has been developed to be used as the matrix of ultrahigh-molecular-weight polyethylene (UHMWPE) fiber composites in order to get improved interface bond and mechanical properties. In this work, UHMWPE fiber/PCH composites with different ratios of PCH/styrene were prepared and the impact resistance, dynamic mechanical properties, and dielectric properties of UHMWPE fiber/PCH composites were investigated. The interlaminar shear failure characteristic of composites was analyzed by introducing a series of energy indexes indicating the energy absorbed in interlaminar shear failure process, which show good correlation with interlaminar shear strength of samples. UHMWPE fiber/PCH composites have excellent impact property, and the impact strength can reach 140.8 kJ/m² as the ratio of PCH/styrene is 60/40. Dynamic mechanical analysis showed that UHMWPE fiber/PCH composites have high storage moduli (E′) and low dissipation factor (tan δ) and these properties are influenced by the interfacial adhesion. The dielectric property test demonstrated that UHMWPE fiber/PCH composites have low dielectric constant (2.20 < ε′ < 2.55) and dielectric loss tangent (1.50 × 10^?3 < tan δ < 1.81 × 10^?2) and show good stability in a large range of frequency and temperature.     

Interfacial bond property of UHMWPE composite

The ultrahigh molecular weight polyethylene (UHMWPE)/hydrocarbon (PCH) composite was prepared by selecting a PCH resin as the matrix, which has the similar structure to UHMWPE fiber. The interfacial bond property between the PCH resin and UHMWPE fiber was investigated by macromechanics, micromechanics, and contact angle. The results show that the PCH resin has good wettability with the UHMWPE fiber surface. The UHMWPE/PCH composite has excellent transverse tensile strength, interlaminar shear strength, and the pull-out strength together with the outstanding interfacial bond property.     

Interfacial adhesion study on UHMWPE fiber-reinforced composites

Ultrahigh molecular weight polyethylene (UHMWPE) fiber has many outstanding properties. However, poor interfacial adhesion of the UHMWPE fiber/polymer matrix interface limits its applications as reinforcement in high performance polymer matrix composites. Therefore, a new thermosetting resin system, named PCH, which is only composed of carbon and hydrogen elements, has been developed according to law of similar mutual solubility and the structural characteristics of UHMWPE fiber. The adhesion property was investigated by mechanical properties test, thermal performance test, and polymer solution properties test. Test results show that a strong interaction occurs between UHMWPE fiber and the PCH matrix due to the structural and polar similarity. In the case of slight difference between solubility parameters of UHMWPE fiber and cured PCH resin, it is found that the wettability of PCH resin on surface of the fiber can be improved and the difference between the coefficients of thermal expansion of the matrix and the fiber decreases with the increase of styrene added into the PCH. An optimal interfacial adhesion can be obtained as the ratio of PCH/styrene is approximately 55/45.     

高强高模聚乙烯纤维植物纤维纸基复合材料制备及性能

以高强高模聚乙烯（UHMWPE）短纤维和针叶木浆为原料，通过湿法成型技术结合树脂浸渍热压方法制备了UHMWPE纤维纸基复合材料，研究了原纸制备工艺和浸渍热压工艺对UHMWPE纤维纸基复合材料性能的影响。结果表明，当UHMWPE纤维与针叶木浆质量比为7∶3、针叶木浆打浆度为58°SR、酚醛树脂水溶液质量分数为10%、上胶量为44%、热压工艺为15 min、10 MPa、130℃时，制得的UHMWPE纤维纸基复合材料性能较好。当原纸经过浸渍热压后，所制备的UHMWPE纤维纸基复合材料抗张指数为59.11 N·m/g，与原纸相比抗张指数提高了6.9倍，表面变得更光滑，同时具有较低的介电常数（约1.97）、介质损耗因数（0.45×10–2）和较好的热稳定性。     

铜及其氧化物填充UHMWPE力学、摩擦学性能研究

在超高分子量聚乙烯(UHMWPE)中分别填充铜粉、氧化铜粉和氧化亚铜粉,用万能材料试验机、摩擦磨损试验机等研究了三种填料对UHMWPE复合材料力学性能和摩擦磨损性能的影响,利用扫描电子显微镜对几种材料的磨损表面进行了观察和分析。结果表明,在填料添加量相同时,铜粉的减摩耐磨效果最好,氧化铜粉的减摩耐磨效果次之,氧化亚铜粉的减摩耐磨效果最差;以体积分数25％的铜粉填充的UHMWPE复合材料,具有良好的力学性能和摩擦学性能,是一种有应用前景的聚合物基减摩抗磨材料。     

玻璃纤维对PTFE/SiO2复合基板材料性能的影响

采用表面改性、物料混合、压延成型、高温真空热压烧结工艺,得到了不同含量玻璃纤维(GF)增强聚四氟乙烯(PTFE)/二氧化硅(SiO2)复合基板材料,考察分析了GF含量对复合材料微观形貌、密度、吸水率、拉伸性能、压缩性能以及微波介电性能的影响情况。结果表明,随着GF含量的增加,PTFE/SiO2复合材料的密度逐渐减小,吸水率和损耗因子逐渐增大,拉伸模量、压缩模量和相对介电常数呈现出先增大后减小的趋势。当PTFE/SiO2复合材料中加入2%的GF时,复合材料具有良好的综合性能,密度为2.085 g/cm3,吸水率为0.094%,拉伸模量为1351 MPa,压缩模量为1643 MPa,相对介电常数为2.93,损耗因子为1.04×10–3。     

UHMWPE/CNTs复合体系及其纤维的研究进展

综述了超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、碳纳米管(CNTs)、UHMWPE/CNTs复合体系及其纤维的研究现状,以及CNTs的添加对UHMWPE/CNTs复合体系及其纤维性能的影响;添加CNTs可有效提高UHM-WPE的耐磨性、电学性能、力学性能以及UHMWPE纤维的抗蠕变性能和热稳定性能;指出CNTs对UHM-WPE改性过程中存在的主要问题是CNTs分散性差,CNTs的生产成本高,UHMWPE/CNTs的改性机理有待进一步深入,并进一步拓宽UHMWPE/CNTs复合体系及其纤维的应用领域。     

多级拉伸中超高相对分子质量聚乙烯纤维的结构与性能研究

采用凝胶纺丝-超拉伸技术纺制了超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)纤维。采用双折射法、DSC热分析法对不同拉伸级数的纤维进行了结构分析并测试了其力学性能和抗蠕变性能。研究结果表明:随着拉伸倍数的增加,纤维的取向度、结晶度及热性能得到了提高,力学性能和抗蠕变性得到改善,可得到纤维强度大于30cN/dtex,模量超过1200cN/dtex的高性能纤维。     

碳化硅纤维热处理对单向碳化硅纤维增强磷酸铝基复合材料性能的影响

用不同条件热处理的碳化硅纤维制备了单向连续碳化硅纤维增强磷酸铝基复合材料.研究了碳化硅纤维热处理的温度、时间及热处理方法对制成的复合材料性能的影响.测试了复合材料的断裂强度,相对介电常数和介电损耗.通过扫描电镜分析复合材料的微观形貌,并使用电子探针对碳化硅纤维/磷酸铝基体界面进行了微区元素分析.结果表明:碳化硅纤维热处理降低了复合材料的介电常数和介电损耗;纤维/基体界面之间未发生任何化学反应.由于热处理使纤维/基体形成了强结合界面,大大降低了复合材料的力学性能.快速热处理方式直接降低纤维的自身强度.