聚丙烯腈/膨胀石墨插层纳米复合材料静电纺丝性能

利用化学氧化和高温膨胀将天然鳞片石墨制备成膨胀石墨(EG),采用沉淀聚合制备聚丙烯腈/膨胀石墨(PAN/EG)插层复合物,进行静电纺丝,对PAN/EG插层复合物及其纤维膜的微观结构、力学性能和热性能进行分析表征。结果表明:EG含量增加,纤维膜的拉伸强度和耐热性增加,纤维直径减小,PAN的平均直径550nm;EG含量为0.5%(wt,质量分数,下同)时,纤维平均直径350nm,此时拉伸强度与PAN相比,在未处理、冷压和热处理的情况下分别提高了95.9%,129%和164%。EG为1%时,玻璃化温度提高了17℃,PAN在氮气中的环化反应放热峰值提高了7℃。     

PAN/CA共混复合膜的气体分离与力学性能

聚丙烯腈（PAN）具有较高的气体渗透性,但拉伸强度低,不适宜直接制膜。为达到气体分离膜在力学强度方面的使用要求,利用PAN与乙酸纤维素（CA）共混改善其拉伸性能。结果表明,采用相转化法制备的PAN/CA共混基膜,随着CA与PAN共混比的增加,拉伸强度有明显的上升趋势,由1.74MPa增加到2.08MPa。当共混比为0....     

电纺制备聚丙烯腈/聚偏氟乙烯复合纤维膜及其空气过滤性能

以聚偏氟乙烯(PVDF)为芯层,聚丙烯腈(PAN)为皮层,通过同轴法静电纺丝技术制备PAN/PVDF纳米复合纤维膜。通过向纤维膜的皮层中加入纳米硅粉、气相白炭黑、硅溶胶三种不同的纳米粒子和改变皮芯层溶液挤出速度对PAN/PVDF纳米纤维膜进行结构优化。同时,采用BET、SEM、水接触角、纤维强度仪等对纤维膜的孔结构参数、表面形貌、亲水性、力学性能等进行研究。结果表明:在皮层中加入硅溶胶后的溶液导电能力达到32.90 μL/cm,PAN/PVDF纤维膜力学性能最好,纵向断裂强度达到13.02 MPa。含有硅溶胶的口罩布的品质因子达到0.0236,远大于纯聚丙烯(PP)无纺布的品质因子(0.0127),过滤性显著提高。      

聚丙烯腈纳米纤维膜连续预氧化碳化过程中的结构性能演变

对静电纺丝制备的聚丙烯腈（PAN）纳米纤维膜进行连续预氧化碳化处理,借助差示扫描量热仪、红外光谱、扫描电镜、元素分析、拉曼光谱、体密度、力学性能等表征和测试方法,综合分析了纳米纤维膜在预氧化碳化过程中的结构性能演变。研究结果表明,相较于微米级的PAN聚合体,纳米纤维具有更低的环化活化能,当氧化纳米纤维的氧含量为8.3%时,得到的碳纳米纤维膜综合性能较佳,其密度、碳收率和拉伸强度分别为1.799 g/cm³,59.8%和29.6MPa。     

烷基咪唑离子液体插层高岭石复合物的制备与表征

以K-DMSO、K-MeOH为前驱体成功制备了K-[Bmim]Br和K-[Emim]Br烷基咪唑离子液体插层高岭石复合物。利用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、差热分析法(TG-DSC)及扫描电镜(SEM)等技术对产物进行表征。XRD结果显示离子液体成功进入到高岭石层间,增大了层间距,并且Δd值随着烷基链增长而增大,同时证明经甲醇插层5~6d后,离子液体插层达到最佳条件。FT-IR结果表明离子液体与高岭石内表面羟基形成氢键。TG-DSC结果显示离子液体插层后,高岭石的脱羟基温度由490.6℃分别上升到501.5和495.5℃,热稳定性能得到提升。SEM结果表明插层复合物的形貌较原始高岭石有了明显的改变。     

界面层对CVI-mini SiCf/SiC复合材料力学性能的影响

利用化学气相渗透法(CVI)在束丝SiC纤维表面沉积BN和BN/SiC两种界面层,并将其制备成mini碳化硅复合材料.应用扫描电镜(SEM)观察了界面层和mini复材的表面和断口形貌,应用原子力显微镜(AFM)表征了界面层的表面粗糙度.采用X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)对界面层结构进行表征,利用电子万能试验机对mini复材的拉伸性能进行分析.结果表明,CVI方法制备的BN表面光滑,为层状-岛状生长,与基体结合较弱,其mini复材拉伸强度为970 MPa.热处理后的BN结晶度增强,表面粗糙度增大,与基体的结合略微增强,其mini复材拉伸强度有所提升,为1050 MPa.BN/SiC界面层表面粗糙,为岛状生长,与基体的结合较强,其mini拉伸强度最高,为1720 MPa.     

TIPS法iPP中空纤维膜的拉伸性能研究

通过熔融共混等规聚丙烯(iPP)/邻苯二甲酸二丁酯(DBP)/邻苯二甲酸二辛酯(DOP)体系,采用热致相分离法(TIPS)制备iPP中空纤维膜,且在不同的拉伸温度及拉伸比下对中空纤维膜进行拉伸研究.对膜结构与透过性能进行了表征.采用环境扫描电子显微镜(SEM)对膜的内、外表面以及截面结构进行观测,发现拉伸后膜外表面的皮层以及膜结构得到有效改善.使用电子式万能试验机对中空纤维膜的拉伸强度进行了测试.随着拉伸温度和拉伸比的增加,膜的孔隙率、纯水通量以及拉伸强度均呈现先增大后减小的趋势.膜的孔隙率最大可提高35.3％,纯水通量提高了286.9％,拉伸强度可提高至6.86 MPa.nano-SiO2(纳米SiO2)添加的杂化膜经过拉伸后,孔隙率增大了46.8％,纯水通量提高了416.1％,拉伸强度提高了181.9％.研究表明:通过对iPP中空纤维膜进行拉伸处理,可以优化膜结构,并改善了膜表面皮层以及透过性能.     

木薯淀粉接枝苯乙烯/丙烯酸丁酯-聚己内酯壳核纤维的制备及表征EI北大核心CSCD

利用自由基聚合反应制备了木薯淀粉(CS)接枝苯乙烯(St)/丙烯酸丁酯(Ba)共聚物(CS-g-St/Ba),并且通过同轴静电纺丝法制备了以聚己内酯(PCL)为核层,CS-g-St/Ba为壳层的核壳结构纤维膜。分析了核层PCL浓度和流速对纤维形貌的影响,随着核层PCL浓度的增加,珠状纤维逐渐减少,最后形成无珠粒纤维,且纤维的平均直径逐渐增大,随着核层PCL流速的增加,纤维的平均直径先减小后增大;通过对核壳纤维的透射电镜和纤维断面扫描电镜观察可以清晰地看到壳层CS-g-St/Ba和核层PCL;红外光谱分析表明,St和Ba能同时接枝在CS骨架上,核壳纤维膜中同时含有CSg-St/Ba和PCL;核壳结构纤维膜的拉伸强度为1.58MPa,弹性模量为12.63MPa。相对于单轴静电纺CS-g-St/Ba和PCL纤维膜,核壳结构纤维膜的力学性能明显提高。     

衣康酸氨化对聚丙烯腈基碳纤维聚合和原丝性能的影响分析

为制备力学性能优异的聚丙烯腈基碳纤维,采用氨化度不同的衣康酸(IA)单体与丙烯腈(AN)、丙烯酸甲酯(MA)和乙烯磺酸(AS)制备聚丙烯腈(PAN)基碳纤维。通过聚合转化率的测定表征聚合反应速度,显微镜观察原丝断面形貌,广角X射线衍射表征原丝结晶取向度,动态热机械法表征原丝的玻璃化转变温度和热收缩率,电子万能试验机表征原丝及碳纤维的力学性能。测试结果表明,IA经氨化后制备得到β-衣康酸铵,以β-衣康酸铵作为共聚单体制备的PAN纺丝液的数均相对分子质量达到64100,相对分子质量分布指数为2.96,比粘为1.86;纺丝后原丝断面明亮整齐,氨化度为25%的原丝在12倍牵伸下,单丝拉伸强度为6.8cN/dtex,弹性模量为113.0cN/dtex;该原丝的玻璃化转变温度较未氨化原丝提高了3.19℃;该原丝经炭化后的碳纤维(1K)的拉伸强度达到4572 MPa,弹性模量249GPa,钩结强力62.4N,纤维的力学性能和韧性得到提高。     

交联聚乙烯醇纳米纤维膜的制备与性能研究

采用静电纺丝法成功制备了聚乙烯醇(PVA)纳米纤维膜,利用戊二醛气相法对纤维膜进行交联处理。运用扫描电镜显微镜(SEM)测纤维直径,红外光谱(FT-IR),热重分析(TGA)对纳米纤维膜和交联纳米纤维膜进行表征,同时,测试了交联纳米纤维膜的吸水性和拉伸性。结果表明,当PVA质量分数为12%时,纤维分布及直径大小最均匀,并且经过交联的纤维膜热性能更稳定。红外光谱分析表明,成功制备了戊二醛交联PVA纳米纤维膜。吸水性和拉伸性实验表明,在交联时间为5h时,纳米纤维膜的最高吸水倍率达到885g/g,且力学性能也达到最佳,拉伸强度和断裂应变分别为6.0MPa和228.9%。     

水相悬浮聚合制备MWCNTs/PAN复合微球及其电纺纤维

先用Fenton试剂（过氧化氢/硫酸亚铁）对多壁碳纳米管进行改性处理（-fMWCNTs）,再通过水相悬浮聚合法制备了多壁碳纳米管/聚丙烯腈（-fMWCNTs/PAN）复合微球,用静电纺丝技术制备了-fMWCNTs/PAN复合纤维膜。通过扫描电镜（SEM）、热重分析仪（TGA）和万能试验机研究了-fMWCNTs对电纺纤维...     

PE-g-MAH/PP/高岭土复合材料的制备与性能

目的以PE,PP为原料,接枝马来酸酐(MAH)后,与高岭土经双螺杆挤出机熔融共混挤出,制备PE-g-MAH/PP/高岭土复合材料。方法采用电子万能试验机分析复合材料的拉伸性能;采用电子悬臂冲击实验机分析材料的缺口冲击强度;采用水平垂直燃烧仪测试分析复合材料的阻燃性;采用红外光谱仪分析复合材料的化学结构。结果含MAH质量分数为5%的PE与PP按质量比1∶1混合后,加入15%的高岭土,制备的PE-g-MAH/PP/高岭土复合材料拉伸强度、缺口冲击强度和断裂伸长率均为最佳,分别为10.925 MPa,40.6 k J/m2,89.5%;复合材料的阻燃性与高岭土加入量呈先快速增大后慢速降低趋势,加入量为15%时阻燃性最好;复合材料各组分间实现了化学键合。结论适量的高岭土提升了PE/PP复合材料的阻燃性,而MAH的加入改善了PE,PP和高岭土间的相容性。     

碳纤维-尼龙6混编织物复合材料的制备及性能

为了探究合适的碳纤维表面处理方法,改善碳纤维-尼龙6织物复合材料界面结合效果,提高复合材料的力学性能,通过混编的方式制备碳纤维-尼龙6预制件,将预制件浸泡在不同浓度的醇溶尼龙无水乙醇溶液中,最后将预制件通过热压成型,制备碳纤维织物-尼龙6复合材料。采用万能拉伸试验机、SEM、TGA、DSC、XRD分析碳纤维-尼龙6复合材料的力学性能、微观形貌、耐热性能、结晶度及晶型变化。结果表明:将预制件在浓度为1wt%的尼龙溶液处理后,并采用1℃/min的降温速率制备的碳纤维-尼龙6织物复合材料力学性能最佳,抗拉强度、弹性模量、弯曲强度、弯曲模量、冲击强度分别为449.32 MPa、5.32 GPa、657.67 MPa、44.08 GPa、138.42 kJ/m2。纤维拔出后,单根碳纤维表面附着部分尼龙基体,碳纤维与尼龙基体形成了良好的界面层。碳纤维-尼龙6织物复合材料的起始分解温度较尼龙6纤维提高了13℃,耐热性有所增强,尼龙6树脂主要以α晶型存在,结晶较为完善。      

共混聚乳酸调控玉米醇溶蛋白超细纤维膜的形貌与性能

利用静电纺丝制备出玉米醇溶蛋白（zein）/聚乳酸（PLA）复合超细纤维,通过场发射扫描电镜（FE-SEM）观察了不同共混质量比超细纤维的形貌。然后通过对不同共混质量比的超细纤维膜进行红外光谱（FT-IR）和差示扫描量热（DSC）测试,分析比较了不同共混质量比复合超细纤维膜的结构,并进行了力学性能测试。结果表明,PLA...     

聚酰亚胺表面处理玻璃纤维/环氧树脂复合材料力学性能

采用浇铸成型工艺制备含0.5wt%、长度分别为1 mm、3 mm、5 mm的短切玻璃纤维/环氧树脂（GF/EP）复合材料,研究含活性酚羟基和不含酚羟基的两种聚酰亚胺（PI）处理GF表面对纤维束拉伸强度及GF/EP复合材料力学性能的影响,并进一步研究PI处理GF对复合材料热性能的影响。研究结果表明,经过PI处理的GF,集束性和拉伸强度得到提高。含活性酚羟基聚酰亚胺（PI1）处理的GF拉伸强度由原丝束的517 MPa提高到1 032 MPa,不含酚羟基聚酰亚胺（PI2）处理的GF提高到986 MPa。当PI1处理的GF长度为3 mm时,GF/EP复合材料的力学性能最好,拉伸强度比未处理的提高23.62%,拉伸模量提高34.03%,弯曲强度提高28.74%,断裂韧性提高13.04%;PI2处理的GF,GF/EP复合材料拉伸强度提高15.87%,拉伸模量提高23.70%,弯曲强度提高14.11%,断裂韧性提高4.05%。此外,PI处理GF对GF/EP复合材料热性能也有一定程度的提高。     

原位自生法制备石墨烯增强镁基复合材料的工艺和性能

采用原位自生法制备石墨烯增强的镁基复合材料,并使用Raman、XPS、XRD、SEM和TEM以及电子万能拉伸试验机等手段表征了原位生成的石墨烯的微观形貌和复合材料的力学性能。结果表明:进行原位反应可制备石墨烯增强的镁基复合材料,反应温度越高原位生成的石墨烯的质量越好,制备出的复合材料的性能越高。反应温度为780℃时复合材料的力学性能达到最大值,其屈服强度、抗拉强度和延伸率分别为245 MPa、340 MPa和6.7%,比基体的力学性能分别提高了40%、21.4%和48.8%。     

热处理对玻璃纤维布/聚苯硫醚非织造布复合板材力学性能的影响

以玻璃纤维布和聚苯硫醚（PPS）非织造布分别作为增强体和树脂基体原料,采用热压成型法制备出玻璃纤维布/PPS非织造布复合板材,然后在烘箱中进行热处理。利用万能试验机（Instron）、XRD、偏光显微镜（PLM）和SEM等手段对玻璃纤维布/PPS非织造布复合板材的力学性能、结晶度、晶粒类型和尺寸及微观形貌等进行了测试和表征。结果表明：随着热处理温度和时间的提高,玻璃纤维布/PPS非织造布复合板材的弯曲强度、弯曲模量和缺口冲击强度得到明显提高。当热处理温度为220℃、热处理时间为2 h时,其力学性能最佳,其弯曲强度、弯曲模量和缺口冲击强度分别达到285.7 MPa、7.8 GPa和85.0 MPa。和未进行热处理的玻璃纤维布/PPS非织造布复合板材相比,分别提高了63.2%、469.0%和37.8%。微观形貌结果表明,玻璃纤维布/PPS非织造布复合板材界面粘结得到了明显改善。     

Development and Characterization of the Midrib of Coconut Palm Leaf Reinforced Polyester Composite

In this paper, midrib of coconut palm leaves (MCL) was investigated for the purpose of development of natural fiber reinforced polymer matrix composites. A new natural fiber composite as MCL/polyester is developed by the hand lay-up method, and the material and mechanical properties of the fiber, matrix and composite materials were evaluated. The effect of fiber content on the tensile, flexural, impact, compressive strength and heat distortion temperature (HDT) was investigated. It was found that the MCL fiber had the maximum tensile strength, tensile modulus flexural strength, flexural modulus and Izod impact strength of 177.5MPa, 14.85GPa, 316.04MPa and 23.54GPa, 8.23KJ/m² respectively. Reinforcement of MCL enhanced the mechanical properties of pure polyester, including that of tensile strength (by 26%), tensile modulus (by 356%), flexural strength (by 41.81%), flexural modulus (by 169%) and Izod impact strength (by 23 times), but the compressive strength was adversely affected. HDT decreased due to fiber loading, but increased with weight fraction of fiber content. Moreover, the experimental results were compared with theoretical model (Rule of mixture) and other natural fiber /polyester composites.