阻燃级黄麻短纤维/聚乳酸复合材料的制备及性能研究

采用具有良好降解性的黄麻短纤维作为增强材料,生物可降解材料聚乳酸作为基体,制备了可降解的黄麻/聚乳酸复合材料。对复合材料的力学性能,耐热性能以及阻燃性能等进行了测试,结果表明,相对与纯聚乳酸,黄麻纤维的加入使复合材料的力学性能和耐热性能有明显提高,阻燃体系的加入使复合材料具有良好的阻燃性能,可达到UL94V0级,但阻燃剂的加入一定程度上降低了复合材料的力学性能及热变形温度。     

纳米SiO2@黄麻纤维/PP复合材料多相界面结构与增韧机制

采用溶胶-凝胶法在黄麻纤维表面获得了纳米SiO₂（n-SiO₂）沉积层,经过模压工艺,制备了n-SiO₂沉积的黄麻纤维/聚丙烯复合材料（n-SiO₂@黄麻纤维/PP复合材料）。通过分子动力学（MD）模拟建立了n-SiO₂@黄麻纤维/PP复合材料多相界面的分子模型,结合复合材料冲击性能与断口形貌的分析,揭示了此类混杂型复合材料的多相界面结构与增韧机制。黄麻纤维经过n-SiO₂沉积处理,其增强PP复合材料的冲击韧性提高了54.87%。n-SiO₂沉积层通过与黄麻纤维之间的C-O-Si化学键作用及其与PP基体分子链之间的机械锁结作用,在黄麻纤维与PP基体之间形成了界面相,使得黄麻纤维/PP复合材料的界面结合能提高了27.22%。当复合材料发生冲击破坏时,n-SiO₂界面相将引发“银纹效应”,使得裂纹的传播方向发生倾斜或扭转,延长了裂纹的扩展路径,消耗了裂纹传播的能量,减缓了裂纹的扩展速度。此外,在冲击失效过程中,结合性...     

黄麻纤维/聚酯纤维复合材料的阻燃改性

应用两种水性磷系阻燃剂——磷酸铵类阻燃剂(DAG-50)和磷酸酯类阻燃剂(DAG-80)及其复配阻燃剂对天然黄麻纤维进行阻燃改性,并与皮芯结构聚酯纤维制备成黄麻纤维/聚酯纤维复合材料,通过燃烧测试、SEM、红外、热失重、热失重-红外联用等技术分析了此两种阻燃剂及复配阻燃剂对黄麻纤维及其黄麻纤维/聚酯纤维复合材料的阻燃效果及阻燃机制,并筛选出适合黄麻纤维/聚酯纤维复合材料产业化的阻燃改性配方。结果表明,阻燃剂DAG-50阻燃改性效果良好,但容易析出于黄麻纤维表面。阻燃剂DAG-80能较为均匀地包覆在黄麻纤维表面,阻燃改性效果好,但其价格较高。DAG-50与DAG-80形成的复配阻燃剂,阻燃效果好,既避免了单独使用DAG-50时阻燃剂易析出问题,且复配阻燃剂接近中性,避免设备腐蚀。综合考虑成本与阻燃性能,使用DAG-50与DAG-80复配阻燃剂比例为2∶1且浓度为55wt%时,可达到黄麻纤维/聚酯纤维复合材料B1级阻燃。     

阻燃黄麻纤维/聚酯纤维复合材料的紫外老化性能

利用聚酯纤维的皮芯结构实现黏接制备了黄麻纤维/聚酯纤维复合材料,通过磷系复配阻燃剂对黄麻纤维/聚酯纤维进行阻燃处理,应用紫外光辐照对复合材料进行加速老化,表征了复合材料老化过程中的力学性能及微观形貌。结果发现,复合材料的拉伸强度和拉伸模量在紫外光照射的前10 d逐渐上升,之后逐渐下降;阻燃黄麻纤维/聚酯纤维复合无纺布的拉伸强度和拉伸模量比未阻燃处理的复合无纺布的更高,但紫外照射10 d后,阻燃复合无纺布的力学性能下降速度比未阻燃的复合无纺布更快。微观形貌结果显示,老化过程中,黄麻纤维结构逐渐变得疏松、产生了横向裂纹;聚酯纤维出现大量横向裂纹。阻燃处理加速了黄麻纤维/聚酯纤维复合材料的老化。     

黄麻纤维毡的表面处理及其增强聚丙烯复合材料的力学性能

提出了一种新的纤维表面处理方法和工艺, 将MPP 乳液引入黄麻纤维的表面处理。考察了NaOH 处理对黄麻纤维吸湿性和热稳定性的影响, 研究了NaOH 溶液及NaOH 溶液和MPP 乳液组合处理对黄麻纤维毡增强聚丙烯复合材料力学性能的影响。结果表明: 黄麻经NaOH 处理后, 吸湿率降低, 热稳定性提高; 黄麻纤维毡增强聚丙烯复合材料的力学性能明显提高, 表面涂覆MPP 乳液后, 力学性能更进一步改善。      

大塑性变形金属基纳米纤维复合材料制备工艺与研究现状

复合材料通常是具有很多优良性能的复合体,而纳米材料因其特殊的结构和尺寸效应而具有常规材料无法比拟的优异性能.纳米纤维复合材料的出现结合了复合材料和纳米材料的特殊性能.目前,相关的研究重点是把常规复合材料纳米化,使其成为具有更优异性能的复合材料.介绍了国内外纳米纤维复合材料的3种制备工艺和目前的研究现状,并结合现有实验手段和对材料的使用性能要求提出了一种新型的制备方法.     

柔性和刚性黄麻复合物纺织加工技术

黄麻,有好的强力基础,又是环境优好、生物可降解型纤维,就是在涂层纺织品领域中也有一些确定的有利性能等优点,利用黄麻的复合材料可以加工成很多产品,本文就此进行了探讨。     

基于弯曲性能的黄麻纤维增强聚氨酯复合材料工艺参数研究

针对黄麻纤维增强聚氨酯复合材料的弯曲性能,采用正交实验的方法,研究了纤维质量分数、纤维长度、成型压力和纤维表面处理方法四个因素对其的影响.通过对实验结果进行方差分析和极差分析,对工艺参数进行了优化.研究结果表明:纤维表面处理方法为复合处理、纤维质量分数为15%、成型压力为80t、纤维长度为25mm时,复合材料弯曲性能达到最优.该结果与玻纤、碳纤增强聚氨酯复合材料制品作相应的对比,并为提高实际生产的制品质量提供了理论依据.     

短切石英纤维/聚酰亚胺复合材料的制备与性能

采用湿法混合工艺制备了短切石英纤维增强的PMR 型聚酰亚胺复合材料模塑粉, 使用热模压一次成型技术制备了聚酰亚胺树脂基复合材料, 对复合材料的性能进行了系统研究。研究结果表明: 短切石英纤维增强的复合材料具有优异的热性能和良好的力学性能, 纤维含量对复合材料玻璃化转变温度和热失重温度影响不大,对材料的力学性能影响显著。复合材料具有优异的介电性能, 在1 kHz～18 GHz 宽频范围内具有稳定的介电常数和介电损耗。      

钛基复合材料及其制备技术研究进展

综述了钛基复合材料及其制备技术,重点介绍了纤维增强钛基复合材料(FTMCs)和颗粒增强钛基复合材料(PTMCs)的制备技术,分析了各种制备技术的优缺点.研究表明:纤维涂层法具有纤维分布均匀,纤维与界面反应小,复合材料性能优异等优点,是一种很有前景的FTMCs的制备技术.原位合成工艺制备的PTMCs避免了界面反应,界面清洁、结合强度高,可以明显提高PTMCs的力学性能.     

Study on the mechanical properties and thermal properties of jute and banana fiber reinforced epoxy hybrid composites

The aim of the present study is to investigate and compare the mechanical and thermal properties of raw jute and banana fiber reinforced epoxy hybrid composites. To improve the mechanical properties, jute fiber was hybridized with banana fiber. The jute and banana fibers were prepared with various weight ratios (100/0, 75/25, 50/50, 25/75 and 0/100) and then incorporated into the epoxy matrix by moulding technique to form composites. The tensile, flexural, impact, thermal and water absorption tests were carried out using hybrid composite samples. This study shows that addition of banana fiber in jute/epoxy composites of up to 50% by weight results in increasing the mechanical and thermal properties and decreasing the moisture absorption property. Morphological analysis was carried out to observe fracture behavior and fiber pull-out of the samples using scanning electron microscope.     

磨碎玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的制备及力学性能研究

用硅烷偶联剂对磨碎玻璃纤维表面进行改性,并制备玻璃纤维/环氧树脂复合材料,采用超声分散对复合材料分散处理,探讨不同磨碎玻璃纤维粉质量比对环氧树脂基复合材料压缩、拉伸性能的影响。研究表明,添加磨碎玻璃纤维后,环氧树脂的强度和硬度显著增强。当磨碎玻璃纤维掺量在15%~25%之间时,复合材料的综合力学性能最好,其压缩强度、压缩模量、拉伸强度最高达到67.1 MPa、1.68 GPa、57.6 MPa,与纯环氧树脂相比提高了24%、35%、34%;断裂伸长率随着掺量的增加逐渐降低,当含量达到30%时比纯环氧树脂的降低了48%,表明添加玻璃纤维粉后环氧树脂脆性增强。目数小粒径较大的玻璃纤维粉对环氧树脂力学性能增强效果更优,但影响程度不如含量对复合材料力学性能的影响大。     

基于纤维束/环氧树脂复合材料试验的单向层合板横向拉伸强度预测方法

实验研究表明,纤维束/环氧树脂复合材料试件的横向拉伸强度与工程上常用的单向层合板横向拉伸强度在趋势上具有很好的相关性,但是数值上存在一定差距。本文使用两种碳纤维和两种环氧树脂制备了三种纤维束/环氧树脂复合材料和单向层合板,并分别测量了纤维束/环氧树脂复合材料和单向层合板的横向拉伸强度,以及环氧基体的拉伸强度。在实验基础上,应用Griffith断裂强度理论建立了纤维束/环氧树脂复合材料和单向层合板的横向拉伸强度的关系模型,通过两种复合材料实验的结果拟合了该模型中的参数。利用第三种复合材料实验进行校验,发现该模型预测的单向层合板横向拉伸强度与实测强度之间达到很好的一致性,相对偏差为9%。采用本文提出的方法,可以用较为简单的纤维束/环氧树脂复合材料和环氧基体拉伸试验预测单向层合板的横向拉伸强度。     

Influence of Hygrothermal Conditioning on the Elastic Properties of Carall Laminates

The influence of hygrothermal conditioning on mechanical properties of Carall laminates have been investigated by tensile and compression tests. The environmental factors can limit the applications of composites by deteriorating the mechanical properties during service. The importance of temperature at the time of conditioning plays an important role in environmental degradation of such composite materials. In this work, the results show that for carbon fiber/epoxy composites tensile and compression values decrease after hygrothermal conditioning. However, the changes on mechanical properties of Carall are negligible, regardless the hygrothermal conditioning.     

Elastic properties of hygrothermally conditioned glare laminate

The influences of hygrothermal conditioning on mechanical properties of a fiber/metal laminate (FML) have been investigated by tensile and compression tests. The environmental action, such as high moisture concentration, high temperatures, corrosive fluids or ultraviolet radiation (UV), can affect the performance of advanced composites during service. In the present work, the results show that for the glass fiber/epoxy composites tensile and compression values decrease after hygrothermal conditioning. However, no changes on mechanical properties (tensile and compression strength) are observed for the Glare laminate, regardless the hygrothermal conditioning.     

石墨烯/环氧树脂复合材料的制备与力学性能

通过对氧化石墨热膨胀还原并用超声分散制备了石墨烯,并对所得产物进行分析表征。用超声分散和模具浇注成型法制备了石墨烯/环氧树脂纳米复合材料。研究了石墨烯含量对石墨烯/环氧树脂复合材料力学性能和断面形貌的影响,分析了石墨烯对环氧树脂的增强机理。结果表明,随着石墨烯含量的增加,石墨烯/环氧树脂复合材料的拉伸强度及模量先增加后减小;当石墨烯的质量分数为0.1%时,复合材料的拉伸强度达到最大值60.9MPa,比纯环氧树脂提高了16.88%;当石墨烯的质量分数为0.5%时,复合材料的拉伸模量达到最大值2833.3MPa,比纯环氧树脂提高了48.29%。     

界面强度对柔性环氧树脂/粘土纳米复合材料热/力学性能的影响

先合成反应型BBDMP30-clay有机化粘土和非反应型CPDMP30-clay有机化粘土,然后以其为纳米增强体分别制备了两种界面强度不同的环氧树脂/粘土纳米复合材料。用透射电子显微镜(TEM)、拉伸实验表征这两种环氧树脂/粘土纳米复合材料并进行动态力学分析(DMA),研究了界面强度对其力学性能的影响。结果表明：这两种纳米复合材料具有几乎相同的无规剥离结构,反应型BBDMP30-clay比非反应型CPDMP30-clay能更有效地提高材料的热/机械性能。粘土质量分数为3.5%时BBDMP30-clay可使纳米复合材料的拉伸强度提高250%,而CPDMP30-clay只能使材料的拉伸强度提高190%。BBDMP30-clay使纳米复合材料的玻璃化转变温度(T_g)提高了6.5℃,而CPDMP30-clay只能使材料的T_g提高2.5℃。这些不同都可归因于这两种纳米复合材料界面强度的差异。     

纳米Al2O3及酚酞聚芳醚酮改性环氧复合材料性能

通过机械分散技术制备了纳米Al₂O₃ /环氧、酚酞聚芳醚酮/环氧和纳米Al₂O₃/ 酚酞聚芳醚酮/环氧复合材料,并对比研究了其拉伸模量、拉伸强度、断裂性能和热性能。结果表明：纳米Al₂O₃及酚酞聚芳醚酮在环氧树脂中呈均匀的分散状态;纳米Al₂O₃使环氧树脂拉伸模量增加,使拉伸强度先增后降;酚酞聚芳醚酮使环氧树脂拉伸模量略微下降,对拉伸强度影响不明显;纳米Al₂O₃/酚酞聚芳醚酮/环氧三元复配体系的拉伸模量和拉伸强度呈非单调变化的趋势;纳米Al₂O₃和酚酞聚芳醚酮对环氧树脂均有增韧作用,三元复配体系增韧效果更明显,表现出协同增韧效果;高含量纳米Al₂O₃降低了环氧树脂的初始分解温度,而其余填料对环氧树脂热稳定性具有改善作用,填料均使环氧树脂玻璃化转变温度有所降低。     

单向连续碳纤维-玻璃纤维层间混杂增强环氧树脂基复合材料的力学性能

为了研究连续单向纤维的层间混杂方式对复合材料力学性能及破坏方式的影响,采用碳纤维-玻璃纤维体积比为1∶1,以拉-挤成型法制备了具有不同层间混杂结构的连续单向纤维增强环氧树脂基复合材料,并研究了不同层间混杂结构的连续单向碳纤维-玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料的力学性能及破坏形式。结果表明：具有层间混杂结构的复合材料抗拉强度处于纯碳纤维/环氧树脂复合材料和纯玻璃纤维/环氧树脂复合材料之间,复合材料的拉伸断裂方式为劈裂;具有层间混杂结构的复合材料的层间剪切强度均优于纯碳纤维/环氧树脂复合材料和纯玻璃纤维/环氧树脂复合材料,复合材料的剪切断裂方式为层间断裂。