贝壳微粉/PE复合材料的制备与性能研究

分别采用钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、表面活性剂等对贝壳微粉进行表面处理,通过熔融共混法制备了贝壳微粉/PE复合材料,并进行了力学性能测试与表征。结果表明,经过3种处理剂处理后的贝壳微粉能显著提高PE的缺口冲击韧性和拉伸强度,其中NDZ-201钛酸酯偶联剂的处理效果最佳,当贝壳微粉质量分数为8%时,对PE的改性效果最好,缺口冲击韧性提高了68%,弹性模量提高了28%。     

改性纳米氮化硅/EP复合材料的力学和荧光性能研究

使用偶联剂(KH-560)对纳米氮化硅(Si3N4)进行改性,并以改性纳米Si3N4为填料制备了纳米Si3N4/环氧树脂(EP)复合材料,研究了纳米Si3N4对复合材料静态、动态、低温力学性能和荧光性能的影响。结果表明:纳米Si3N4的添加使复合材料同步增强增韧;当纳米Si3N4/EP的质量比为3/100时,复合材料的拉伸强度和冲击强度提高幅度最大,分别提高了145%、255%;复合材料经低温冷冻后拉伸强度进一步增大;通过荧光光谱发现当激发波波长为292 nm时,复合材料的荧光最大发射波波长较纯树脂的红移,且荧光强度增强。     

PEEK/ZA8复合材料的制备及力学与摩擦学性能研究

采用模压成型法制备了锌铝合金(ZA8)填充聚醚醚酮(PEEK)复合材料,研究了ZA8含量和固体添加剂石墨和聚四氟乙烯(PTFE)对复合材料力学和摩擦学性能的影响。结果表明,复合材料的力学性能随着ZA8含量的增加呈先增加后降低的趋势,冲击强度和拉伸强度在ZA8含量为10%(质量分数,下同)时最大,分别为16.21 kJ/m^2和111.59 MPa,与纯PEEK相比分别增加了10.3%和3.9%;复合材料的摩擦因数随ZA8含量的增加呈持续下降的趋势,在ZA8含量为40%时最低为0.275,与纯PEEK相比降低了38.6%;磨损量呈先减小后增大的趋势,在ZA8含量为10%时最低为7.2 mg,比纯PEEK减小了43.3%;石墨和PTFE的添加能有效减小PEEK/ZA8复合材料的磨损量,其中加入10%的PTFE(未添加石墨)所制得的复合材料的摩擦学性能最好,摩擦因数为0.22、磨损量为4.3 mg,与纯PEEK相比分别降低了50.9%和66.1%。     

浆粕增强丁腈橡胶复合材料的力学及摩擦学性能

以杂乱取向方式填充丁腈橡胶(NBR),分别制备出丁腈橡胶/芳纶浆粕(PPTA-pulp)和丁腈橡胶/腈纶浆粕(PAN-pulp)复合材料,并研究了两种浆粕的用量对其复合材料力学及摩擦学性能的影响。结果表明,随着浆粕用量的增加,两种复合材料的力学性能均得到了一定程度的改善,且PPTApulp的增强效果优于PAN-pulp; 当浆粕质量分数达到10%时,两种复合材料均可获得较好的摩擦磨损性能,20%时复合材料的磨耗量最小; 两种浆粕的加入均能提高复合材料的耐溶胀性能,且填充PPTApulp的效果较好; PPTA-pulp与橡胶基质的界面结合力比PAN-pulp强。     

氮化硼改性超高分子量聚乙烯的摩擦学性能研究

通过高速球磨、热压成型制备超高分子量聚乙烯/氮化硼（PE-UHMW/BN）复合材料,研究了PE-UHMW/BN的硬度、摩擦学性能和力学性能。结果表明,BN的加入可以提高复合材料的屈服强度,但会降低复合材料的拉伸断裂应力和断裂伸长率,BN含量为3%（质量分数,下同）时,BN对PE-UHMW基体的屈服强度的提升效果最明显,同时对基体拉伸应力和断裂伸长率的影响最小;加入BN能明显降低PE-UHMW基体的摩擦系数,PE-UHMW/BN复合材料的摩擦系数随着BN含量的增加而下降,3%的BN对基体润滑性能的提升效果最明显,复合材料的摩擦系数相比纯PE-UHMW下降了60%,在BN含量为7%时润滑效果下降;在PE-UHMW基体中加入不超过3%的BN纳米片可以提高材料表面硬度,进而有效提高材料的抗磨损能力,但添加量为7%时由于团聚效应材料的表面硬度相对下降,材料磨损加剧,耐磨损能力下降。     

贝壳粉/PVC基复合材料的制备及性能研究

本文用生物质填料贝壳粉取代碳酸钙,研究了贝壳粉的取代量和粒径变化,对PVC基复合材料的表观密度、力学、阻燃等性能的影响。实验结果证明,贝壳粉取代量为40%时,复合材料的密度最小,为0.95g·cm^-3,拉伸强度和冲击强度均达到最大值。从经济效益考虑,贝壳粉粒径以0.018mm为宜。     

纳米SiO2改性EP对基体力学性能和芳纶纤维/EP复合材料界面性能的影响

研究了纳米SiO2对环氧树脂(EP)基体力学性能的影响,并进一步采用对位芳纶纤维(F-12)增强环氧树脂,制备了NOL环复合材料,通过复合材料层间剪切性能测试考核了F-12与环氧树脂之间的界面粘接性能.结果表明:环氧树脂中添加适量的纳米SiO2能够有效提高环氧树脂浇注体的拉伸强度、拉伸弹性模量、冲击强度.纳米SiO2的加入,可以有效改善F-12与环氧树脂基体之间的界面粘接性能,降低复合材料的空隙率,F-12/纳米SiO2(6%)-EP复合材料的层间剪切强度(ILSS)提高约60.3%.     

PTFE微粉对长链烷基硅油润滑膏摩擦学性能的影响

采用不同粒径的聚四氟乙烯(PTFE)微粉添加到长链烷基硅油中,制成润滑膏。利用四球摩擦磨损试验机考察了PTFE微粉的粒径及添加量对长链烷基硅油润滑膏摩擦学性能和烧结负荷性能的影响。结果表明,微、纳米PTFE微粉既可作为长链烷基硅油的增稠剂,又可作为固体润滑剂,对长链烷基硅油润滑膏的抗磨减摩性能有一定的改善,对其烧结负荷性能有很大提高;微、纳米PTFE微粉在长链烷基硅油中的较佳质量分数分别是40%和28%。     

用正交试验研究影响环氧摩擦学性能的因素

利用正交试验研究了影响环氧树脂摩擦磨损性能的因素,通过直观分析法对试验结果进行了分析,结果显示对摩擦系数和磨损率而言,载荷和表面粗糙度都是显著的影响因素。用电镜对不同粗糙度下的磨损面形貌进行了观察,结果表明随粗糙度增加材料的磨损机理由疲劳磨损变为磨粒磨损。     

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。     

碳纳米管/环氧树脂复合材料力学性能影响因素的研究

本文研究了碳纳米管在环氧树脂中的分散方式及碳纳米管长度对环氧树脂复合材料力学性能的影响,并对单壁与多壁碳纳米管分别制备的环氧树脂复合材料的力学性能进行了分析探讨。本实验条件如下:搅拌时间为8h时复合材料的冲击强度、拉伸强度和弯曲强度分别可比1h时增加41%、22%和38%;超声波处理时间为4h时复合材料的冲击强度、拉伸强度和弯曲强度分别可比处理1h时增加143%、30%和45%,但超声波处理时间不宜过长,否则会破坏碳纳米管表面,导致性能下降。短碳纳米管在环氧树脂中的分散性较好,对环氧树脂复合材料的增强效果较好。长碳纳米管对提高复合材料的韧性有利。与长度为50μm时相比,碳纳米管长度为2μm时制备的环氧树脂复合材料的拉伸强度和弯曲强度高49.2%和45.3%,但断裂伸长率低33%。与单壁碳纳米管相比,多壁碳纳米管与环氧树脂的界面结合力更好,更适于做环氧树脂增韧材料。相同实验条件下多壁碳纳米管/环氧树脂复合材料的冲击强度、断裂伸长率和拉伸强度较单壁碳纳米管/环氧树脂复合材料可分别提高31%、24%和28%。     

纳米CaCO3填充环氧树脂分散技术及力学性能研究

对纳米CaCO3填充环氧树脂（EP）的均匀分散技术进行了探讨。采用超声波振动和对纳米CaCO2进行硅烷偶联处理两种方法改进纳米CaCO3在EP中的分散效果。通过扫描电镜观察表明，采用以上两种方法比普通搅拌混合效果显著，实现了纳米CaCO3在EP中的均匀分散。并测试了试样的力学性能，进一步证明纳米CaCO3的增强，增韧作用。     

CNTs/TDE85环氧复合材料的热物理和力学性能

将功能化碳纳米管(CNTs)通过超声和离心分散方法添加到TDE85环氧树脂中,制备出了CNTs质量含量不同的CNTs/TDE85复合材料;开展了CNTs含量对其电导率、热导率以及力学性能影响规律的实验研究;同时还采用DM软件对该复合材料的电导率和热导率进行了预测分析。结果表明,CNTs/TDE85复合材料电导率与热导率对应CNTs含量的渗流阈值均为0.2wt%左右,当CNTs含量为0.5wt%,相比纯环氧试样,电导率提高了6个数量级,热导率从0.180W·(m·K)-1提高到了0.211W·(m·K)-1;CNTs含量为0.2%~2%的试样其电导率为10-7~10-5S·cm-1数量级,均具有良好的抗静电能力。CNTs在复合材料中的有效长径比在10~100,与实验结果吻合。添加0.5wt%含量CNTs时,玻璃化转变温度(Tg)、弯曲强度和模量分别提高了约6%、47%和5%。     

环氧树脂基发泡材料的制备及力学性能研究

主要研究了发泡剂、发泡助剂及纤维增强对一种可诱导骨再生的环氧发泡材料力学性能的影响。结果表明:孔隙率是影响发泡材料力学性能的最重要因素,且存在一临界值;发泡剂及助剂都是通过改变孔隙率从而影响材料的力学性能。随发泡剂用量的增加,环氧基发泡材料的力学性能存在临界转变点。发泡助剂如氧化锌和硬脂酸锌的加入能有效地降低偶氮二甲酰胺(简称AC)的分解温度,改善发泡效果。纤维增强相的加入能明显地提高发泡材料的力学性能。     

环氧树脂,酚醛树脂及其复合材料的动态力学表征

用动态力学方法对酚醛树脂和环氧树脂的固化行为进行了表征，讨论了纤维取向对碳纤维增强环氧树脂粘弹行为的影响。     

填料对环氧树脂混凝土力学性能影响

研究了填料对环氧树脂胶粘剂和树脂混凝土力学性能的影响。碳化硼、氧化铝、水泥和氧化锌均可提高胶粘剂、树脂混凝土强度,其中碳化硼提高幅度最大,因而填料在树脂混凝土中具有重要作用。     

玻纤/环氧复合材料力学性能和界面参数的实验研究

本文对玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料的力学性能,包括刚度、强度、横截面内的油松比以及界面参数作了较为详细的实验研究。着重研究试件制作过程中温度和压力以及它们的维持时间对各种性能参数的影响。界面参数的计算采用Hashin在1990年提出的一种自洽模型。     

环氧树脂/纳米SiO2复合材料摩擦学性能与正电子湮没谱的研究

利用超声波和偶联剂处理的方法，将不同比例的纳米SiO2与环氧树脂相复合，制备了环氧树脂／纳米SiO2复合材料并测定了其显微硬度。用摩擦磨损试验机评价了试样在干摩擦条件下的摩擦学性能，用正电子湮没寿命技术(PALT)测试了试样的微观结构。结果表明，纳米SiO2可有效地改善环氧树脂的摩擦性能；摩擦后试样的自由体积孔穴尺寸比摩擦前大，随着SiO2含量的增加，自由体积孔穴尺寸呈增大趋势，而自由体积孔穴浓度呈减少趋势。     

界面改性剂对PP/滑石粉形态结构和性能影响

用在50L固相接枝反应器中合成的等规聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g—MAH)作界面改性剂，制备了PP—g—MAH／PP／滑石粉复合材料。研究了PP—g—MAH／PP／滑石粉复合材料的形态结构和力学性能。结果表明，PP—g—MAH对PP／滑石粉复合物的缺口冲击强度、弯曲强度和拉伸强度均有增强作用；PP—g—MAH对PP／滑石粉复合物表观粘度几乎没有影响。SEM观察发现PP—g—MAH对PP／滑石粉复合物相界面有明显的改善。