PA6/CF/EG导电复合材料的制备与性能

采用熔融共混法制备了不同碳纤维/热膨胀石墨(CF/EG)比例的尼龙6/碳纤维/热膨胀石墨(PA6/CF/EG)导电复合材料并研究其性能。结果表明,CF的加入能显著提高复合材料的力学性能;而随着EG含量的提高,复合材料的导电性能和导热性能显著提高,但力学性能在一定程度上得到降低。当CF质量分数为20%时,复合材料具有最优的力学性能,当EG质量分数为20%时,复合材料体积电导率可显著提高至0.262 S/m,热导率可达1.3379W/(m·K)。     

碳纤维—铜复合材料的制造及其断裂行为

本文在探讨碳纤维—铜(CF/Cu)复合材料制造工艺的基础上,对其弯曲强度进行了测定并对断口进行了观察和讨论。制造方法采用首先在碳纤维(CF)上进行化学镀,而后电镀、热压。结果表明,在CF预处理和镀覆合适的条件下,可以得到界面结合较好、均匀连续的镀铜复合丝。热压应选择不破坏该结合状态和不压断纤维的条件下进行。结合状态的不同引起了两种不同的断裂方式,进而影响到复合材料的强度。CF/Cu复合材料的弯曲强度与纤维含量(V_f)有关,但并不随V_f作单调增加。     

CF增强PEEK/Cu复合材料的制备与性能

采用模压法制备碳纤维(CF)增强聚醚醚酮(PEEK)/Cu复合材料,研究了CF等离子处理时间、CF用量和热处理工艺对PEEK/Cu/CF复合材料力学性能的影响。结果表明:随着未处理CF用量增加,PEEK/Cu/CF复合材料的力学性能逐渐下降;当CF等离子处理时间小于等于4 min时,PEEK/Cu/CF复合材料的拉伸强度和冲击强度随处理时间增加而提高;等离子处理4 min,随CF用量的增加,PEEK/Cu/CF复合材料的拉伸强度提高,但其冲击强度下降。与未处理的复合材料相比,热处理Ⅱ和Ⅲ这2种处理工艺的复合材料结晶度和熔点均提高,且热处理Ⅲ的提高幅度大于热处理Ⅱ的。     

CF/铜增强PP复合材料的力学、热学及导电性能

通过向聚丙烯(PP)中单独或同时掺入碳纤维(CF)和金属铜(Cu)粉,利用熔融共混法制备PP/CF,PP/Cu,PP/(CF+Cu)纳米复合材料,通过X射线衍射,扫描电子显微镜,热变形温度、电阻率测试等研究不同填料及配比对PP的结晶类型、冲击强度和表面电阻率等的影响。结果表明,CF和Cu粉加入到PP基体中没有诱导PP基体产生新的晶型,但填料的加入使结晶峰位置偏移。CF的加入能够提高PP复合材料的冲击强度和拉伸强度,而Cu粉的加入会降低。单独加入CF和Cu粉对复合材料热变形温度影响不显著,但两者同时加入起到了协同增强的效果。对于电阻率,单独加入CF和Cu粉的复合材料都较纯PP电阻率有所降低,而同时添加CF和Cu粉的复合材料的表面电阻率降低更加显著,较纯PP降低了7.3个数量级。电阻率协同降低主要是因为Cu粉的存在改善了CF的排布,使CF朝一个方向排列,形成更多连续导电网络。     

相容剂对聚丙烯/碳纤维复合材料性能的影响

通过熔融共混方法制备聚丙烯/碳纤维(PP/CF)复合材料,利用毛细管流变仪研究了PP/CF复合材料的流变行为、相容剂马来酸酐接枝聚丙烯(MAHPP)的质量分数、剪切速率及温度对熔体流变行为、熔体黏度的影响。结果表明:PP/CF体系的表观黏度随着MAHPP质量分数的增加而降低。PP及PP/CF复合材料均属于假塑性流体,MAHPP的存在使复合材料的假塑性增强。PP/CF复合材料的黏流活化能随着剪切应力的增大而降低。PP/CF复合材料的扫描电镜和力学测试结果表明:MAHPP的引入有利于提高聚丙烯与碳纤维的相容性,PP/CF复合材料的力学强度随着MAHPP质量分数的增加而提高。     

短纤维增强热塑性聚氨酯弹性体复合材料的性能研究

通过短切碳纤维(CF)与热塑性聚氨酯弹性体(TPU)共混改性制得一系列不同CF质量分数(含量)、不同方法处理CF的碳纤维/TPU复合材料。重点研究了不同CF质量分数和不同表面处理方法对碳纤维/TPU复合材料的微观形态、物理机械性能、热性能和动态力学性能的影响。研究结果表明:随着CF质量分数的提高,复合材料的杨氏模量和压缩模量逐渐提高,当CF质量分数为25%时,拉伸强度出现最大值。热性能和动态性能也均以CF质量分数为25%时最佳。各种表面处理中以胺基硅烷KH5501处理CF对CF/TPU复合材料的机械性能和热稳定性改善效果明显;而TCA-K44和浓硝酸氧化刻蚀CF/TPU复合材料则表现出较好的韧性和弹性。SEM分析结果表明,TPU与CF间具有很好的粘接。     

聚醚砜／碳纤维复合材料的力学行为研究

本文介绍了用湿法制造预浸布,再以模压法成型几种组分不同的聚醚砜/碳纤维(PES/CF)层压板,分析比较了PES/CF复合材料的拉伸、弯曲和层剪性能。用仪器化Charpy冲击试验方法测定了PES/CF复合材料的冲击性能;并用线弹性和弹塑性断裂力学原理分析了PES/CF复合材断的Ⅱ型层间断裂行为。断口形貌表明,PES/CF复合材料的界面粘接情况良好。     

PEEK/CF复合材料的非等温结晶动力学研究

利用差示扫描量热仪(DSC)研究了聚醚醚酮(PEEK)和PEEK/碳纤维(CF)复合材料的非等温结晶行为,采用Avrami,Ozawa和Mo方程对PEEK/CF复合材料的非等温动力学进行分析,获得相关非等温动力学参数,并利用Kissinger方程计算其结晶活化能。结果表明:Avrami方程和Mo方程能很好描述PEEK/CF复合材料的非等温结晶过程;PEEK/CF复合材料的非等温结晶活化能为79.99kJ/mol。     

粗糙度对碳纤维/聚芳基乙炔复合材料界面性能的影响

采用二氧化碳超临界(scCO2)处理碳纤维(CF)表面的方法,研究了粗糙度对碳纤维/聚芳基乙炔(PAA)树脂复合材料界面性能的影响.处理前后的碳纤维通过XPS,AFM和表面能测量进行了表征.CF/PAA复合材料的界面力学性能通过层间剪切强度测试(ILSS)与断口形貌分析进行了评价.结果表明,scCO2处理前后碳纤维表面的化学组成基本上没有变化.随着碳纤维表面粗糙度的增加,CF/PAA复合材料的界面力学性能先增加后减小.其中粗糙度范围为30～45 nm的样品有最高的ILSS值,43.36MPa,比未处理的样品提高了44%.对复合材料的ILSS提高起主要作用的因素是碳纤维与PAA树脂的界面齿合作用.而齿合作用程度的不同主要是由于不同粗糙度而引起的碳纤维表面物理状态的不同.     

连续碳纤维增强聚丙烯性能研究

根据聚丙烯/碳纤维(PP/CF)复合材料的发展趋势,从聚丙烯的聚合方式、碳纤维含量、相容剂马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)含量以及聚烯烃弹性体(POE)含量4个方面对PP/CF复合材料冲击强度、弯曲模量、拉伸强度和弯曲强度进行研究。结果表明:PP-g-MAH的加入不仅可以增强PP/CF复合材料的韧性,同时还保持了PP/CF复合材料的刚性。     

CE/EP/CF复合材料的湿热性能研究

采用溶液预浸渍法分别制备了两种碳纤维(CF)增强环氧树脂(EP)改性氰酸酯树脂(CE)(CE/EP/CF)复合材料,研究了该复合材料的吸湿行为及湿热环境对其力学性能和微观结构的影响。结果表明,CE/EP基体具有比EP更小的吸湿能力;湿热环境对CE/EP/CF复合材料的纵向拉伸强度影响不大,但对其层间剪切强度的影响较为显著。     

碳纤维增强尼龙复合材料的性能研究

研究了碳纤维(CF)用量及助剂对碳纤维/PA66复合材料性能的影响。结果表明:复合材料的拉伸强度随着CF用量增加而增大,当CF质量分数超过15%时,增幅缓慢。在同一载荷下,随CF用量的增加,复合材料的摩擦系数先降低后升高,碳纤维质量分数为20%时,复合材料体系的摩擦系数最小,较PA66树脂降低了1/3;相容剂、耐磨助剂的加入,可有效改善CF/PA66复合材料的摩擦磨损性能。     

碳纤维增强环氧树脂复合材料的液体成型及其性能研究

本文研究了不同温度下RIM145树脂的粘度和适用期,分析了不同温度下RIM145树脂和碳纤维单丝之间的浸润性;并以碳纤维单向布为增强材料,采用真空辅助灌注成型工艺制备了碳纤维增强环氧树脂(CF/EP)复合材料,研究了复合材料的力学性能,对层间剪切试样剖断面形貌进行了SEM分析,并研究了使用VAP单向透气膜辅助真空灌注成型工艺对CF/EP复合材料厚制件灌注质量的影响。研究结果表明,RIM145树脂基体在50~70℃粘度低、适用期长且树脂与碳纤维单丝之间的浸润性良好,适用于CF/EP复合材料的真空辅助灌注成型工艺;灌注的CF/EP具有良好的力学性能,树脂和纤维具有中等粘结强度界面,采用VAP单向透气膜辅助真空辅助灌注成型工艺可降低CF/EP复合材料的孔隙率。     

CF/UHMWPEF混杂复合材料的力学性能研究

本文对不同铺层方式的碳纤维(CF)和高强聚乙烯纤维(UHMWPEF)混杂复合材料的力学性能进行测试,同时对UHMWPEF表面处理前后的混杂复合材料性能进行了比较。实验结果表明,经表面处理的UHMWPEF与碳纤维以(CF)0/(CF)0/(UHMWPEF)/(CF)0/(CF)0方式进行层间混杂时,其复合材料的力学性能较好。     

碳纤维表面处理对CF/PP复合材料力学性能的影响研究

本文采用东丽碳纤维制备了碳纤维增强聚丙烯(CF/PP)复合材料,对所制备复合材料的力学性能进行了研究,并进一步结合复合材料断面扫描电镜照片,研究了CF表面处理对复合材料拉伸强度和拉伸模量的影响。结果表明,对碳纤维进行强酸表面处理后,东丽碳纤维的增强效果明显。     

碳纤维增强MC尼龙复合材料吸湿行为研究

采用液态原位聚合法制备了碳纤维(CF)增强浇铸尼龙(MC尼龙)复合材料,研究了其吸湿行为?分别考察了CF体积分数、CF编织结构和外加载荷对MC尼龙／CF复合材料吸湿行为的影响。结果表明,随着CF体积分数的增加,复合材料的平衡吸湿率减小;三维编织结构的CF增强MC尼龙复合材料的吸湿速率及平衡吸湿率均低于长的CF增强MC尼龙;外加载荷使该复合材料的吸湿能力降低。     

芦苇/碳纤维增强PP/EVA复合材料的制备及性能研究

采用双辊开炼机将芦苇纤维(LF)、碳纤维(CF)与聚丙烯(PP)、聚醋酸乙烯酯(EVA)进行熔融共混,制备了PP/EVA/LF/CF复合材料,以及LF经碱处理、CF经硫酸/硅烷偶联剂处理后,制备了PP/EVA/改性芦苇纤维(ALF)/改性碳纤维(SSi CF)复合材料,研究了2种纤维复配质量比对复合材料力学性能的影响,探讨了复配改性纤维对复合材料接触角、热稳定性的影响。结果表明:当LF与CF复配质量比为1∶5时,PP/EVA/LF/CF复合材料的综合力学性能较好;与PP/EVA复合材料相比,ALF与SSi CF复配质量比为1∶5时,PP/EVA/ALF/SSi CF的拉伸强度提高了11.13 MPa,弯曲强度提高了16.31MPa,冲击强度降低;PP/EVA/ALF/SSi CF复合材料较PP/EVA复合材料的表面亲水接触角提高了7°,残炭率由0增加至23.1%,热稳定性明显提高。     

碳纤维增强天然橡胶复合材料性能研究

本文主要通过碳纤维添加量的不同来研究碳纤维用量对NR/CF(橡胶/碳纤维)复合材料的力学性能、导电性、导热性、加工性能和动态力学性能的影响。研究结果表明,NR/CF复合材料在添加3phr碳纤维时,力学性能最好。在添加15phr时,橡胶试样体积电阻率比未添加碳纤维的降低了3个数量级。导热系数比未添加碳纤维的试样最高提高21.8%。随着碳纤维添加量增多,试样抗湿滑性能和滚动阻力都有所上升。     

碳纤维增强不饱和聚酯自修复复合材料的制备及性能

采用原位聚合法制备了以三聚氰胺-脲甲醛为壁材,环氧E-51为芯材的微胶囊(MUF),并将其应用到碳纤维(CF)增强不饱和聚酯(UP)复合材料中,详细探讨了CF质量分数和MUF质量分数对碳纤维/不饱和聚酯(CF/UP)复合材料和微胶囊/碳纤维/不饱和聚酯(MUF/CF/UP)复合材料热稳定性、力学性能和自修复性能的影响。通过OM和SEM观察MUF的表面形貌,FTIR对MUF、CF/UP复合材料和MUF/CF/UP复合材料的化学结构进行表征,TGA、悬臂梁冲击仪和万能拉力试验机对复合材料的热稳定性、冲击性能、拉伸性能和自修复性能进行测试。结果表明,CF和MUF质量分数均为1%时,MUF/CF/UP复合材料的热稳定性较佳,力学性能及自修复性能较优;其拉伸强度为3.99 MPa,弹性模量为229.58 MPa,断裂伸长率为2.12%,冲击强度为86.75 k J/m~2,自修复效率为62.02%。     

热压成型和注塑成型CF/PP复合材料的力学性能对比

通过热压成型和注塑成型2种不同加工方法制备了碳纤维(CF)/聚丙烯(PP)导电复合材料,对比了2种复合材料的力学性能,结果表明注塑成型的CF/PP具有较高的拉伸强度和弹性模量。结合扫描电子显微镜观察,分析了这2种加工方法对CF/PP复合材料的微观结构和力学性能的影响。