废旧线路板粉料增强不饱和聚酯复合材料力学性能

以废旧线路板回收处理过程中得到的塑料粉料作为增强填料,采用模压成型的方法制备成不饱和聚酯复合材料。改变填料形状、加入量及尺寸大小,研究其对复合材料性能的影响。结果表明:用废弃粉料与短切玻璃纤维作为组合增强体制得的不饱和聚酯复合材料的力学性能远大于仅用废弃粉料作为增强体的力学性能;颗粒长度为1～3 mm的纤维状粉料对复合材料性能的提高远远大于颗粒长度为0.25 mm的纤维状粉料对复合材料性能的提高,且填充量也较大,质量分数可达65%,弯曲强度和冲击强度可达150 MPa、18 kJ/m2。      

建筑用聚酯玻纤复合材料的制备与性能分析

选择不饱和聚酯树脂为基体材料，以玻璃纤维为增强相，采用模压成型工艺制备了不同玻璃纤维掺杂量(0,5%,10%,15%和20%(质量分数))的聚酯玻纤复合材料，分析了玻璃纤维含量对复合材料的微观形貌、热稳定性、拉伸性能和弯曲性能的影响。结果表明，聚酯玻纤复合材料中玻璃纤维和不饱和聚酯主要以物理作用为主，适量的玻璃纤维掺杂后能与聚酯基材紧密结合，分布具有方向性。随着玻璃纤维掺杂量的增大，聚酯玻纤复合材料的分解温度先增大后减小，且耐热性能提高，当玻璃纤维的掺杂量为15%(质量分数)时，复合材料的T_50%达到最大值368.47℃。力学性能测试表明，随玻璃纤维掺杂量的增大，复合材料的拉伸强度和冲击强度先增大后减小，断裂延伸率和弯曲强度持续降低，当玻璃纤维的掺杂量为15%(质量分数)时，复合材料的力学性能最优，拉伸强度最大为26.1 MPa,断裂延伸率为2.6%,冲击强度达到最大值8.1 MPa,弯曲强度为30.5 MPa。     

有机累托石改性不饱和聚酯/玻璃纤维复合材料的性能

采用有机累托石(OREC)改性不饱和聚酯,制备OREC改性的不饱和聚酯/玻璃纤维三元复合材料,测试其力学性能,研究其耐介质性、耐紫外光老化性及耐热氧老化性能,并利用X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)分析复合材料的微观结构,探讨OREC改性不饱和聚酯/玻璃纤维复合材料的增强机理.结果表明,采用OREC能改善不饱和聚酯/玻璃纤维复合材料的力学性能,当OREC的质量含量为2%时,所制备的复合材料的综合性能最佳,与未改性的不饱和聚酯/玻璃纤维复合材料相比,弯曲强度增加了14.0%,弯曲模量增加了22.4%,层间剪切强度增加了8.2%,且改性后复合材料的耐水煮性能、耐碱性、耐紫外光性能及耐热氧老化性能均提高.     

活性橡胶与蒙脱土复合增强不饱和聚酯/玻璃纤维复合材料的结构与性能

制备了丙烯酸酯封端聚氨酯(ATPU)和改性蒙脱土(OMMT)复合增强不饱和聚酯/玻璃纤维复合材料。通过扫描电子显微镜(SEM)等研究了ATPU和OMMT的复合对不饱和聚酯/玻璃纤维复合材料的力学性能、热变形温度和结构的影响。结果表明,丙烯酸酯封端聚氨酯与改性蒙脱土的复合具有协同效应,可以大大提高不饱和聚酯/玻璃纤维复合材料的冲击强度和拉伸强度,并使复合材料的弯曲强度、巴氏硬度和热变形温度略有提高;丙烯酸酯封端聚氨酯与改性蒙脱土的复合还提高了聚合物基体与玻璃纤维的界面粘合强度。     

不饱和聚酯基多相复合材料的导热和力学性能研究

用模压成型的方法制备了多种中空玻璃微球(HGM)、碳酸钙、滑石粉、云母粉和连续玻璃纤维布共同改性的不饱和聚酯基复合材料。用稳态法测得复合材料的热导率。通过一系列静态压缩和弯曲实验,研究了HGM、碳酸钙粉、滑石粉、云母粉对复合材料的强度的影响,并分析了其影响原因。研究表明,随着HGM填充量的增加,复合材料的密度与热导率均有效降低;当纯HGM填充量为25%(wt,质量分数,下同)时,复合材料热导率仅为1.180W/(m·K)。复合材料的弯曲强度随着HGM的填充量增加而先增大后减小,当HGM填充量为10%时达最大值,而粉体填料的填充减小了复合材料的弯曲强度。随着HGM填充量的增加,复合材料压缩强度减小,而无机填料的填充,可以增大复合材料的压缩强度。     

盐雾环境中玻璃纤维/不饱和聚酯复合材料腐蚀深度对弯曲性能的影响

采用中性盐雾加速老化试验模拟海洋大气环境, 对玻璃纤维/不饱和聚酯复合材料在盐雾环境中的弯曲性能进行了研究。通过玻璃纤维/不饱和聚酯复合材料经盐雾加速老化后的吸湿率、玻璃化转变温度、巴氏硬度和弯曲性能的变化, 结合金相显微镜观测得到的腐蚀深度, 研究腐蚀深度对玻璃纤维/不饱和聚酯复合材料耐久性的影响。结果表明:老化初期玻璃纤维/不饱和聚酯复合材料的吸湿率随时间增长较快, 随后增长逐渐趋于稳定。玻璃纤维/不饱和聚酯复合材料的玻璃化转变温度呈现先增加后下降的趋势, 老化180 d后玻璃化转变温度增加了2.1%;老化180 d后玻璃纤维/不饱和聚酯复合材料的巴氏硬度与老化前相比降低了17.6%, 弯曲强度损失率为10%。基于金相显微镜分析得到老化后玻璃纤维/不饱和聚酯复合材料的腐蚀深度, 建立了腐蚀深度与弯曲强度之间的关系。      

废印刷电路板非金属粉增强及磨碎玻璃纤维增强聚丙烯力学性能

分别用废印刷电路板(PCB)非金属粉、磨碎玻璃纤维作为增强材料,采用熔融共混方法制备了聚丙烯(PP)基复合材料,并通过其力学性能试验和缺口冲击断面、废PCB非金属粉、磨碎玻璃纤维的形貌观察,分析研究了两种增强材料及表面改性对复合材料力学性能的影响。实验结果表明：废PCB非金属粉/PP复合材料力学性能得到了明显提高,其中拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度和弯曲模量最大增幅分别为28%、41%、86%和133%;废PCB非金属粉与磨碎玻璃纤维都能作为PP增强填料,但其韧性降低;表面改性对废PCB非金属粉/PP复合材料力学性能的影响不大,但是对磨碎玻璃纤维/PP复合材料力学性能的影响大;废 PCB非金属粉/PP复合材料综合力学性能高于磨碎玻璃纤维/PP复合材料,可代替磨碎玻璃纤维作为PP基复合材料的增强填料,不仅可以减少环境污染,实现资源再利用,而且大大降低复合材料成本。     

模压工艺对玻璃纤维增强聚丙烯复合材料层合板力学性能的影响

利用热模压工艺制备玻璃纤维增强聚丙烯（GF/PP）复合材料层合板,通过差示扫描量热（DSC）法试验分析,确定相变参数,运用ANSYS有限元分析,将复合材料热力学参数与温度的非线性关系定义到材料特性中,研究模压成型过程中温度场变化情况,为模压成型工艺制度的确立提供理论指导和依据。以压缩强度、层间剪切强度和冲击韧性作为力学性能评价指标,采用响应曲面法探讨和分析制备工艺对GF/PP复合材料层合板力学性能的影响,得到最优模压工艺制备参数,获得最高复合材料层合板力学性能,为GF/PP复合材料自动铺放奠定铺放工艺基础。试验结果表明:模压加热工艺参数对复合材料层合板力学性能的影响度（从大到小）依次为:热压温度、热压时间、热压压力。较优的模压加热工艺参数为:热压温度228℃、热压时间6 min、热压压力1.1 MPa,在此工艺条件下制备的GF/PP复合材料层合板,层间剪切强度为31.12 MPa,压缩强度为100.96 MPa,冲击韧性为2.27 kJ/cm2。      

玻璃纤维/木塑混杂复合材料及其协同增强效应

将固体废弃物中的高密度聚乙烯(HDPE)回收后与废弃的木纤维以及短切玻璃纤维进行复合,成功地制备出混杂型木塑复合材料。研究结果表明,采用长径比较大的L型玻璃纤维增强时,木塑复合材料的弯曲强度、弯曲模量以及冲击强度同时得到提高,而采用长径比较小的玻璃纤维增强时,弯曲性能和冲击强度均呈现下降趋势。玻璃纤维增强木塑复合材料的主要破坏模式为玻璃纤维的拔出、玻璃纤维断裂、界面脱粘等。在玻璃纤维/木纤维/HDPE混杂体系中由于组元之间的协同增强作用,形成了特殊的三维网络结构,木塑复合材料的力学性能得到显著改善。     

改性大麻纤维/不饱和聚酯复合材料的力学性能及界面表征

采用模压成型方法制备大麻纤维/不饱和聚酯复合材料,用六亚甲基二异氰酸酯(DIH)与丙烯酸羟乙酯(HEA)对纤维进行表面处理。结果表明,纤维改性后复合材料的拉伸强度、弯曲强度及弯曲模量均有显著提高;当DIH-HEA用量为纤维干质量的3%时,复合材料的总体力学性能最佳。复合材料拉伸断面扫描电镜(SEM)显示,纤维表面处理改善了纤维与树脂间的界面结合。改性纤维的红外光谱(FT-IR)和X射线光电子能谱(XPS)分析表明,DIH-HEA混合物与纤维表面羟基产生共价键结合。     

废PCB粉增强改性聚乙烯基木塑复合材料

通过裂解色谱-质谱、X射线荧光分析分析了废印刷电路板非金属粉末(简称废PCB粉)的基本性质,并研究了废PCB粉对废聚乙烯基木塑复合材料的增强改性效果。结果表明,废PCB粉中含有约33.99%的溴化环氧树脂、约61.26%的短玻璃纤维以及约1.29%的铜。适量的废PCB粉对聚乙烯基木塑复合材料的改性效果十分突出,当用20%的PCB粉取代木粉时,可明显改善木塑复合材料的热稳定性、加工性能及力学性能,在拉伸强度、弯曲性能基本保持不变的前提下,复合材料的冲击强度提高了31.5%。     

粉末浸渍长玻璃纤维增强聚丙烯的压缩模塑

采用粉末浸渍的方法制备连续玻璃纤维增强聚丙烯预浸料,经切割获得长纤维增强聚丙烯粒子,采用单螺杆挤出机挤出形成模塑料,探索了模塑料的压缩模塑成型工艺,研究了成型后材料的力学性能及其影响因素。结果表明:粉末浸渍的长纤维增强聚丙烯经压缩模塑后可获得力学性能优良的制品;随着预浸料切割长度的增大、纤维含量的增加,材料的力学性能提高;在基体聚丙烯中添加接枝极性基团的功能化聚丙烯,可改善体系的界面结合,提高材料的力学性能,但功能化聚丙烯的含量超过一定值后,材料的冲击强度有所下降;适当提高模具温度、模塑料温度及成型压力,可以提高材料的力学性能。     

Influence of redmud particle hybridization in banana/sisal and sisal/glass composites

A novel hybrid composite is developed by adding redmud as the secondary reinforcing filler with banana/sisal and sisal/glass fiber reinforced polyester composites. The composites are prepared by the hand layup technique followed by compression molding. The tensile, flexural, and impact strength of the composites are investigated by varying the parameters such as particle size (4 and 13?µm) and weight percentage (2, 4, 6, and 8?wt%) of redmud particle addition. The experimental result shows that the addition of redmud enhances the mechanical property of the hybrid composite. The maximum increase of 33% in tensile strength and 54% in flexural strength is observed for the sisal/glass composite and 25% increase in impact strength for the banana/sisal composite. The linear regression analysis is also introduced to predict the errors in the scatter plot. Furthermore, the Scanning Electron Microscopy (SEM) is used to study the effect of redmud on the interfacial bonding in the banana/sisal and sisal/glass fiber reinforced polyester composites.     

剑麻纤维增强酚醛模塑料的性能

采用剑麻纤维(SF)作增强填料,辅以其它助剂,与酚醛树脂(PF)混合、辊炼、粉碎制备酚醛模塑料。研究了SF表面处理方法、含量变化对酚醛模塑料性能的影响,对比了SF、玻璃纤维(GF)和普通木粉填料的增强效果。结果表明,SF对于模塑料的增强作用优于普通木粉填料,耐冲击性能则优于GF。SF含量对酚醛模塑料的力学性能、热性能和吸水性能影响较大。SEM观察结果表明,经碱热和偶联剂表面处理的SF与基体树脂的界面粘接作用得到了明显改善,酚醛模塑料具有较好的综合性能。     

原位聚合法制备长玻纤增强SBS的研究

采用自制的金属模具,以真空导入辅助成型方法的把溶有丁二烯橡胶的苯乙烯溶液浸渍长波纤,加入引发荆后在模具中加热进行原位聚合,可得到长纤增强聚苯乙烯丁二烯橡胶共聚物（SBS）复合材料。研究了样条中玻纤含量、橡胶含量、引发剂用量及成型工艺温度对其力学性能的影响。结果表明,在合适的引发剂用量下复合材料力学性能分别随玻璃纤维含量和成型温度的提高均有不同程度的提高,当玻纤的质量分数在50％左右时,力学性能基本达到最佳,冲击强度随着丁二烯橡胶含量的增加有一定程度的提高,但拉伸强度呈下降趋势。     

An experimental study on the bearing strength behavior of Al2O3 particle filled glass fiber reinforced epoxy composites pinned joints

An experimental study has been carried out to investigate the bearing strength behavior of pinned joints of glass fiber reinforced composite filled with different proportions of Al₂O₃ particles, as a function of filler loading and joint geometry. The weight fractions of the filler in the matrix were 7.5, 10, and 15%. Single-hole pin-loaded specimens of each composite material were tested in tension. The results show that the bearing strength of glass fiber reinforced epoxy composites pinned joints is associated with the filler content and geometric parameters. The increase of the Al₂O₃ particle loading in the matrix improved the bearing strength of the composites. The highest bearing strengths were obtained for composite specimens with 10 wt.% Al₂O₃ particle content. Further increases in the Al₂O₃ particle content in the matrix resulted in a decrease of the bearing strength, but remains above that of the unfilled glass reinforced epoxy composites.     

Mechanical and abrasive wear characterization of bidirectional and chopped E-glass fiber reinforced composite materials

Bi-directional and chopped E-glass fiber reinforced epoxy composites are fabricated in five different (15, 20, 25, 30 and 35) wt% in an epoxy resin matrix. The mechanical characterization of these composites is performed. The three body abrasive wear behavior of fabricated composites has been assessed under different operating conditions. Abrasive wear characteristics of these composites are successfully analysed using Taguchi’s experimental design scheme and analysis of variance (ANOVA). The results obtained from these experiments are also validated against existing microscopic models of Ratner-Lancaster and Wang. It is observed that quite good linear relationships is held between specific wear rate and reciprocal of ultimate strength and strain at tensile fracture of these composites which is an indicative that the experimental results are in fair agreement with these existing models. Out of all composites fabricated it is found that tensile strength of bi-directional E-glass fiber reinforced composites increases because of interface strength enhancement. Chopped glass fiber reinforced composites are observed to perform better than bi-directional glass fiber reinforced composites under abrasive wear situations. The morphology of worn composite specimens has been examined by scanning electron microscopy (SEM) to understand about dominant wear mechanisms.     

玻璃纤维含量对竹粉/高密度聚乙烯复合材料性能的影响

为利用玻璃纤维提高木塑复合材料的综合性能,探讨玻璃纤维含量对竹粉/高密度聚乙烯(HDPE)复合材料性能的影响规律,首先,采用A-171硅烷偶联剂对竹粉表面进行了改性,并加入了一定量的玻璃纤维;然后,采用热压成型工艺制备了玻璃纤维-竹粉/HDPE复合材料;最后,考察了玻璃纤维含量对复合材料力学性能、热学性能及摩擦学性能的影响,并利用SEM观察材料的断面和磨损表面形貌。结果表明:当玻璃纤维含量为3wt%时,能显著提高竹粉/HDPE复合材料的拉伸强度和弯曲强度,与未添加玻璃纤维的复合材料相比,添加玻璃纤维后复合材料的拉伸强度和弯曲强度分别提高了19.41%和23.54%;在30~60℃温度范围内,复合材料长度-宽度方向上的线膨胀系数随着玻璃纤维含量的增加而明显减小,而同一复合材料的线膨胀系数随温度的升高而逐步增大;在氮气气氛下,随玻璃纤维含量的增加,竹粉/HDPE复合材料的摩擦系数先逐渐增大,而后基本保持不变,磨损率逐渐减小。所得结论显示玻璃纤维含量为3wt%~7wt%的木塑产品适用于建筑横梁(如凉亭或桥梁等),而玻璃纤维含量为7wt%~10wt%的木塑产品适用于高人流量场所(如公园或休闲绿道等)的地面铺装。      

纳米二氧化钛含量对秸秆/聚乳酸复合材料性能的影响

目的 为改善纤维增强聚乳酸(PLA)复合材料增强相与基体相之间差的界面结合。方法 以秸秆粉(SP)为填料,纳米二氧化钛(TiO2)作为界面改性剂,构建SP/PLA复合材料相容界面,通过力学性能测试、吸水率测试、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和热重分析法(TGA)等表征手段,探究不同含量纳米二氧化钛对SP/PLA复合材料力学性能和界面相容性的影响。结果 研究发现,纳米二氧化钛的质量分数为2.0%时,复合材料的拉伸强度和弯曲强度分别达到42.78 MPa和91.25 MPa,其耐水性能、结晶度、耐热性能也达到最好。结论 纳米二氧化钛可有效提高秸秆/聚乳酸复合材料的性能。