UPR/苎麻布/碱式硫酸镁晶须复合材料Ⅰ——偶联剂处理晶须对复合材料力学性能的影响

选用钛酸酯偶联剂NDZ101、NDZ401和硅烷偶联剂KH550、KH570分别对碱式硫酸镁晶须进行预处理,采用模压工艺制备不饱和聚酯树脂/苎麻布/碱式硫酸镁晶须复合材料,研究了偶联剂加入比例对复合材料力学性能的影响。结果表明:除了KH570外,其他几种偶联剂均可保持或提高复合材料的拉伸强度和冲击强度;除了NDZ101之外,其他几种偶联剂均可提高复合材料的弯曲强度,当选用2%的KH550进行处理时,复合材料的弯曲强度最高,达到104.78 MPa,较未经偶联剂处理的复合材料的弯曲强度(95.18 MPa)提高了10.09%;利用硅烷类偶联剂处理晶须,对复合材料的拉伸模量、弯曲模量的改善效果优于钛酸酯类偶联剂;偶联剂处理不能改变复合材料脆性断裂的性质。     

浸水时间对不同复合材料吸水率及其力学性能的影响

 以不饱和聚酯树脂（UPR）为基体,玻纤布、苎麻布及碱式硫酸镁晶须为增强材料。采用模压工艺制备复合 材料。研究了不同复合材料在30℃及50℃水中浸泡时间对其吸水率及其力学性能的影响。结果表明,所有复合材料 的吸水率均随着浸泡时间的延长而逐渐增加,且在起初的0~8h时快速吸水,之后趋缓或不变|50℃时的吸水率总是 高于30℃时的吸水率|玻纤布对UPR的增强效果明显优于苎麻布|与晶须混杂后将降低玻纤布或苎麻布增强聚合物复 合材料的拉伸强度和冲击强度,但却将增加弯曲强度和拉伸模量|随着浸泡时间的延长,玻纤布增强或玻纤布与晶 须混杂增强复合材料的拉伸强度在30℃和50℃时均将下降|苎麻布增强复合材料的冲击强度分别在30℃和50℃水温 浸泡16h时达到最大值,分别为49.1kJ/m2 和48.8kJ/m2,比浸水前的冲击强度分别提高98.78% 和97.57%,而苎麻布 与晶须混杂增强复合材料在两个试验温度下的冲击强度均随着浸泡时间的延长而单调增加。     

碱处理对不饱和聚酯树脂/苎麻布复合材料力学性能及界面形貌的影响

本文以氢氧化钠(NaOH)溶液处理苎麻布,采用模压工艺制备不饱和聚酯(UP)树脂/苎麻布复合材料,研究碱液处理对苎麻布、复合材料力学性能及表面、界面形貌的影响.实验结果表明,经适当碱液处理后,苎麻布的拉伸断裂强力及拉伸断裂伸长率均增加,苎麻布的表面形貌更加光滑蓬松,复合材料的拉伸强度及弯曲强度均下降,但冲击强度及弯曲模量得到提高.30wt%NaOH溶液处理可使复合材料的弯曲模量达到最大值,166.38MPa,比未经碱液处理所制得复合材料的弯曲弹性模量提高了110%.碱处理后,复合材料的冲击断面上纤维被树脂紧紧包裹,纤维裸露拔出现象远不如未处理复合材料那样明显.     

碳纤维布/玻纤布增强聚氨酯复合材料的研究

以聚氨酯为基体树脂,分别以碳纤维布、玻璃纤维布和这两种纤维布交替铺叠作为增强材料,采用真空辅助灌注成型工艺制备了4种复合材料.考察了纤维布的铺层结构对复合材料的弯曲、拉伸和冲击性能的影响.结果显示,复合材料的拉伸模量和弯曲模量随碳纤维含量增加而增加,冲击强度则降低.分别采用TGA、DMA和SEM对复合材料的热性能、界面...     

偶联剂处理对碱式硫酸镁晶须填充UP树脂浇铸体力学性能的影响

利用钛酸酯类偶联剂NDZ101、NDZ401和硅烷类偶联剂KH550、KH570对碱式硫酸镁晶须进行处理,研究了几种偶联剂及其加入比例对晶须填充不饱和聚酯树脂(UP)浇铸体力学性能的影响,并结合应力-应变曲线和SEM的图片,对试验结果进行了讨论。实验结果表明,采用偶联剂处理晶须可改善其填充UP树脂浇注体的拉伸强度、拉伸模量、弯曲模量和冲击强度。其中,采用2%KH570进行处理,拉伸强度改善幅度最高,可提高47.54%;采用3%NDZ101进行处理,拉伸模量和弯曲模量均获得最大幅度的提高,分别为65.99%和69.33%;而采用4%KH550进行处理,却可最大幅度地提高冲击强度,为29.21%。对弯曲强度而言,偶联剂处理总体上对其影响效果不如其它的力学性能那样明显。相对而言,硅烷类偶联剂的效果优于钛酸酯类的偶联剂。加入4%KH570和5%KH550时获得的弯曲强度最大,分别为54.43MPa和53.19MPa,较未处理的浇铸体弯曲强度分别提高了25.10%和22.25%,而采用NDZ101或NDZ401,弯曲强度值却基本上都下降。碱式硫酸镁晶须填充UP树脂浇铸体的断裂属于脆性断裂。     

苎麻/玻璃纤维混杂复合材料的老化研究及寿命预测

采用玻璃纤维布与苎麻纤维布混杂增强乙烯基树脂制备复合材料,结合船舶在服役环境下的实际情况,通过人工加速老化的方法,对苎麻纤维/玻璃纤维混杂复合材料进行水浸泡老化、盐雾老化和紫外老化实验,研究混杂复合材料的拉伸强度及弯曲强度等随老化时间、老化温度等的变化情况及性能退化趋势,并根据剩余强度模型对混杂复合材料进行寿命预测。研究表明,老化初期阶段试样吸湿趋势主要以浓度梯度推动的菲克扩散为主。老化环境不同,试样强度的衰减程度不同,水浸泡老化对试样影响最大,盐雾老化次之,紫外老化影响相对较少。根据剩余强度模型预测10年后盐雾试样弯曲强度保留率为78.0%,紫外老化弯曲试样强度保留率为81.89%。     

不饱和聚酯树脂／苎麻布／碱式硫酸镁晶须复合材料的力学性能及热性能研究

研究了不饱和聚酯树脂（UP树脂）／苎麻布／碱式硫酸镁晶须复合材料的力学性能，探讨了苎麻布、晶须加入量对复合材料力学性能及热稳定性的影响，分析了复合材料的冲击断裂形貌。研究表明：当复合材料中苎麻布的质量恒定为UP树脂质量的7％时，增加晶须的含量，复合材料的弯曲模量及热稳定性随之增加，弯曲强度逐渐下降，拉伸强度及冲击强度先增加而后降低，当晶须加入量为10％时，拉伸强度及冲击强度均达到最大值，分别为30．16MP8和6．07kJ／m^2；当复合材料中晶须的质量恒定为UP树脂质量的10％时，增加复合材料中苎麻布的含量，复合材料的力学性能均随之增加，但热稳定性却下降。UP树脂／苎麻布／晶须复合材料的断面既有晶须裸露，又有卷曲的苎麻纤维分布，但苎麻布对冲击强度的贡献更突出。     

玻璃纤维布增强聚苯硫醚复合材料的性能研究

研究玻璃纤维布增强聚苯硫醚复合材料及高岭土填充GF／PPS复合材料力学性能的变化。研究表明：玻璃纤维布增强复合材料的拉伸强度和冲击强度与其含量有关。用偶联剂处理过的高岭土填充GF／PPS复合材料，改善了高岭土与聚苯硫醚的相空性及分散性，从而提高了材料的冲击强度     

苎麻增强UP树脂复合材料的研究

以邻苯型不饱和聚酯(UP)树脂为基体、以苎麻布为增强材料,在室温条件下模压成型制备苎麻布／UP树脂复合材料,利用同时热分析仪STA研究了该复合材料的耐热性能,并将其力学性能与纯UP树脂浇铸体的相应性能进行了对比研究。结果表明：苎麻／UP树脂复合材料的耐热性能较纯UP树脂浇铸体有所提高;其拉伸强度及拉伸模量、弯曲强度及弯曲模量、冲击强度等各项力学性能指标均明显优于纯UP树脂浇铸体。     

苎麻落麻纤维的偶联改性研究

本文研究了A-151偶联剂对苎麻落麻纤维与UP的接触角、纤维的吸水性、纤维表面状态及单丝强度的影响.与没有经过偶联处理的苎麻落麻纤维增强UP复合材料相比,A-151偶联处理后的复合材料的拉伸和弯曲强度提高了20%,模量提高了25%.     

纳米氧化铝改性聚丙烯力学性能的研究

采用钛酸酯偶联剂NDZ401及硅烷偶联剂KH550处理纳米氧化铝,采用挤出工艺将纳米氧化铝与聚丙烯(PP)共混,研究纳米加入量及偶联剂处理对纳米氧化铝填充PP力学性能的影响。研究发现:填充适当比例的纳米氧化铝可提高PP的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度、拉伸模量值,但弯曲模量有所下降;偶联剂处理可改善纳米氧化铝填充PP的力学性能。     

不饱和聚酯树脂／大麻纤维复合材料的热氧老化

采用模压工艺制备不饱和聚酯(UP)树脂/大麻纤维复合材料,研究了105℃下热氧老化600h前后复合材料力学性能的变化;采用傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)对老化前后复合材料的结构进行对比分析,并通过SEM技术观察复合材料的断面形貌.结果表明,偶联剂KH570处理对复合材料力学性能的总体改善效果最佳.老化600h后,偶联剂处理复合材料具有的最佳力学性能如拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度、弯曲模量及冲击强度分别为19.06MPa、5.78GPa、52.988MPa、1.01GPa和3.881kJ/m2.红外分析显示,偶联剂处理得到的复合材料在老化前后的红外图形变化不明显,有些吸收峰甚至得到了加强.SEM结果表明,老化600h后,偶联剂处理的复合材料中纤维仍能较均匀地分散在树脂基体中,两者间的界面粘结良好.     

苎麻落麻的表面处理及其复合材料的性能研究

采用甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈接枝,硅烷偶联剂(A-151)偶联,聚氯乙烯(PVC)包覆等方法对苎麻落麻纤维进行表面处理;测试了处理前后落麻纤维的吸水率、单丝强度及其与环氧树脂(EP)、酚醛树脂(PF)和不饱和聚酯(UP)等的接触角;观察了偶联和包覆后落麻纤维的表面状况;选取偶联和包覆后的落麻纤维制备了UP/落麻毡和PP/落麻纤维复合材料,测试了其拉伸和弯曲性能并观察了处理前后复合材料的拉伸断面形貌。结果表明,接枝、偶联和包覆不仅降低了落麻纤维的吸水速率。而且也降低了平衡吸水量;接枝对落麻纤维单丝强度影响最大,偶联次之,包覆最小;接枝、偶联和包覆均能大幅度改善落麻纤维与EP、PF和UP的浸润性;偶联和包覆后的落麻纤维表面都比处理前粗糙;偶联使UP/落麻毡复合材料的拉伸强度、拉伸弹性模量提高了21％,弯曲强度提高了34％,弯曲弹性模量提高了40％,包覆使PP/落麻纤维复合材料的拉伸、弯曲强度提高了20％左右。     

Effect of coupling agents on the mechanical properties of mica/epoxy and glass fiber/mica/epoxy composites

The effect of coupling agents, two silane and one zirconate, on the mechanical properties of mica/epoxy and glass fiber/mica/epoxy composites has been investigated. The results showed that tensile modulus and flexural strength and modulus values were improved by the surface treatment of the coupling agents. The property retention was also found to be better in the case of coupling agent-treated mica/epoxy samples after boiling in water for 2h. In the case of glass fiber/mica/epoxy composites, the flexural modulus and interlaminar shear strength values improved with increase in mica content, but the effect of coupling agents was not pronounced.     

表面处理对剑麻纤维布/不饱和树脂材料性能影响

采用碱、高锰酸钾及热对剑麻纤维布进行了表面处理,并由真空辅助树脂传递模塑成型(VARTM)工艺制备了剑麻纤维布增强不饱和聚酯树脂复合材料。通过对复合材料的力学性能及吸水性的测试,研究了不同剑麻纤维布表面处理对其不饱和聚酯树脂复合材料性能的影响。结果表明:经过碱处理,复合材料的拉伸、弯曲,冲击强度提高最大,可分别提高26.5%,16.5%和22.6%,吸水率降低了47.5%。对剑麻纤维布进行表面处理可使复合材料的界面性能得到改善,力学性能提高,吸水性降低。     

Biodegradable Composites: Ramie Fibre Reinforced PLLA-PCL Composite Prepared by in Situ Polymerization Process

Summary  Thermoplastic biodegradable composites based on ramie fibre (RF) and a poly(l-lactic acid)-poly(ε-caprolactone) (PLLA-PCL) matrix was manufactured using the in situ polymerization method. In order to improve the compatibility and strengthen the interface in natural fibre composite materials, the RF was firstly treated by coupling agents. Then the RF reinforced thermoplastic PLLA-PCL composite was prepared by in situ polymerization of PLLA oligomer with NCO-terminated PCL prepolymer. The effect of fibre length and fibre content on tensile strength and impact strength of this natural-fibre-reinforced biodegradable composite (PLLA-PCL/RF) was discussed, including the influence of the use of silane coupling agent (KH550) for improved interfacial adhesion. The results showed that the tensile strength and impact strength of PLLA-PCL/RF were highest when the RF length was 5-6mm, RF content was 45% and with KH550 as surface treatment agent of RF.