PES泡沫芯材的压缩性能研究

测试了非连续法和连续法两种工艺制备的聚醚砜(PES)泡沫在三个主方向上的压缩性能.结果表明,泡沫孔穴的取向对PES泡沫芯材压缩性能的影响不容忽视.     

开槽芳纶纸蜂窝芯与有孔芳纶纸蜂窝芯的对比分析

通过压缩性能和剪切性能实验,对同一密度的传统芳纶纸蜂窝芯、开槽芳纶纸蜂窝芯以及有孔芳纶纸蜂窝芯的主要力学性能进行了对比分析。实验表明,同一密度的传统蜂窝芯的压缩性能和剪切性能优于两种特殊蜂窝芯,但两种特殊蜂窝芯的主要力学性能能够达到传统芳纶纸蜂窝芯标准中出厂检验指标值的77%以上,能够满足多数特殊结构的使用要求。对两种特殊芳纶纸蜂窝芯的制造工艺和实际应用进行了对比分析,指出了各自的优势和劣势。两种特殊蜂窝芯的W向剪切模量均高于指标值。开槽蜂窝芯较有孔蜂窝芯制造工艺简单、制造周期短、制造成本低,但有孔蜂窝芯制造精度更高、应用范围更加广泛。     

微波固化成型三维中空复合材料结构的力学性能

为了改善三维中空复合材料结构微波固化成型的固化均匀性,提出了添加外部导热附加模具和内部微波吸收剂两种不同的方法。通过试验研究了附加模具的材料、厚度以及微波吸收剂种类和含量对三维中空复合材料结构力学性能的影响。结果表明,结构的平压失效模式包括芯柱失稳和压溃,剪切失效模式为芯材剪切失效和界面脱粘,短梁弯曲的失效模式为面板/芯材界面的脱粘后屈曲破坏。相比于未添加附加模具,AlN和Al_2O_3陶瓷均可以提高结构的力学性能,但AlN的增强效果更显著。AlN模具厚度的增加不利于结构的力学性能,模具厚度从0.5 mm增加到1.5 mm时,结构的平压、剪切和芯材剪切强度均随之降低。微波吸收剂的添加均可提高中空结构的力学性能,其中剪切和芯材剪切强度随着石墨含量的增加而增加,平压强度随着石墨含量的增加先增加后降低,而Fe_3O_4含量变化则对结构力学性能的影响不显著。     

CF增强聚三氟氯乙烯复合材料加工工艺

采用复合挤出和压制相结合的方法探讨碳纤维(CF)增强聚三氟氯乙烯(PCTFE)复合材料的加工工艺,该方法减少成型过程中产生的缺陷,提高复合材料的物理性能。通过改变CF的长度、挤出方式、塑化时间,研究了不同条件下所制得的复合材料的力学性能和表面状况。结果表明,短切CF复合材料性能均一性好,而长CF不利于复合材料整体性能的提高。经对不同工艺试验结果分析,采用螺杆小、长度相对较短的双螺杆挤出机,PCTFE分解少,短切CF在料筒经过的距离短,剪切损失小,补强效果明显,压缩强度及压缩弹性模量明显提高。塑化时间为90 min,保压时间为100 min,采用真空压制时,试样的力学性能和表面状况达到最佳状态。     

风电叶片腹板芯材槽孔密度降低对于制造过程的影响

研究了芯材不同加工工艺对于叶片制造的影响。降低腹板芯材槽孔密度，从吸胶量、压缩、剪切力学性能、界面剥离强度多个方面对比分析其差异，并在风电叶片腹板实际生产过程中应用新的腹板芯材加工形式。结果表明，降低腹板芯材槽孔密度，在满足叶片设计要求的性能前提下，可实现降低树脂用量的目的，降低叶片制造成本。     

面板厚度对复合材料夹层梁整体及局部弯曲力学性能影响

考虑芯材局部压陷效应,对泡沫夹芯复合材料夹层梁整体及局部弯曲力学性能进行研究。分析了上面板厚度对夹层梁整体及局部弯曲力学性能影响规律。首先,对三种不同厚度上面板夹层梁进行三点弯曲试验,结果表明,夹层梁破坏模式为芯材压陷破坏和芯材剪切破坏;上面板厚度越大,夹层梁极限承载力越大;增大上面板厚度能有效减弱加载点位置芯材局部压陷效应。其次,基于考虑芯材竖向压缩变形的高阶剪切变形理论,对试验梁整体及局部弯曲受力机理进行分析,得到夹层梁上、下面板不同位置挠度及应变的分布规律。最后,对不同试验梁极限承载力进行理论分析,并与试验结果对比。     

无卤阻燃PUR-T的制备及其力学性能的研究

采用原位聚合法制备了以环氧树脂(EP)为壁材,聚磷酸铵(APP)为芯材的微胶囊阻燃剂(MCAPP).通过垂直燃烧测试、极限氧指数等手段,研究了不同的阻燃剂配比对热塑性聚氨酯弹性体(PUR-T)阻燃性能、力学性能的影响,同时对比了微胶囊包覆前后的APP对PUR-T综合性能的影响.结果表明,加入膨胀型无卤阻燃剂能有效提高PUR-T的阻燃性能,但却大幅降低了PUR-T的力学性能,而MCAPP在保持阻燃性能的同时,减少了其对PUR-T力学性能的影响.     

SBS嵌段共聚物的合成与应用

在合成SBS的工艺路线中,偶联法国外已实现工业化生产,两步法和三步法仅有一般性报导。本实验以环己烷为溶剂,正丁基锂为引发剂,采用两步和三步法合成SBS。两步法所得产品性能超过文献值,与美国Shell化学公司偶联法产品性能相近。     

时效对7901环氧树脂力学性能的影响

用浇铸固化成型的方法制备7901环氧树脂的拉伸、压缩和扭转试样,将其放置在室温环境下不同时长进行时效处理,采用差示扫描量热法对树脂进行固化度测试,结果表明:在此工艺下,树脂的固化达到完全且固化度不随时间变化。对置放不同时长的树脂进行力学性能测试,测试研究发现:树脂的拉伸,压缩和剪切弹性性能不随时间产生变化,但拉伸断裂强度、压缩屈服强度和剪切屈服强度随时间增长而降低,其中置放八个月和十三个月的树脂的拉伸强度较一个月的树脂分别减小7%和13%,而压缩和剪切屈服强度在八个月后达到稳定,较置放一个月的树脂分别减小10%和20%。树脂的力学性能具有时效性,在复合材料微观力学性能预测中,应该输入对应时段的树脂基体性能数据。     

玻璃纤维改性酚醛泡沫塑料的研究

采用玻璃纤维(GF)改性酚醛(PF)泡沫塑料,考察了其阻燃性能、表观密度和力学性能。阻燃性能测试结果表明,GF的加入进一步提高了PF泡沫塑料的阻燃性能。表观密度测试结果表明,PF泡沫塑料的表观密度随着GF含量的增加而增大。力学性能测试结果表明,当GF长度为3 mm、质量分数在10%以内时,随着GF含量的增加,PF泡沫塑料的压缩强度和弯曲强度都有所提高;当GF质量分数超过10%后,随着GF含量的增加,PF泡沫塑料的压缩强度和弯曲强度逐渐降低。当GF质量分数为6%时,随着GF长度的增加,PF泡沫塑料的压缩强度有所降低,弯曲强度略有增加。当GF质量分数为6%、长度为3 mm时,PF泡沫塑料的的极限氧指数为48%,表观密度为50 kg/m3,压缩强度为0.30 MPa,弯曲强度为0.34 MPa,综合性能较好。     

对位芳纶蜂窝芯与间位芳纶蜂窝芯的性能对比研究

对比了使用对位芳纶纸制备的HN系列蜂窝芯与间位芳纶纸制备的YT系列蜂窝芯的主要力学性能及抗燃烧性能.结果表明,由对位芳纶纸制备的HN系列蜂窝芯的主要力学性能远远优于间位芳纶纸制备的YT系列蜂窝芯,但其抗燃烧性能仍有待改进.     

玄武岩纤维对水泥稳定多孔玄武岩碎石力学性能的影响

通过开展一系列劈裂强度测试、无侧限抗压强度测试和弯拉强度测试,研究了玄武岩短切纤维对水泥稳定多孔玄武岩碎石力学性能的增强作用。龄期为7 d的混合料劈裂试验表明,玄武岩短切纤维对水泥稳定多孔玄武岩碎石的劈裂强度具有显著的增强效果,其中长度为18 mm的纤维对混合料劈裂强度的增强效果优于12 mm、24 mm的纤维。掺加长度18 mm玄武岩纤维的水泥稳定多孔玄武岩碎石,其劈裂强度、无侧限抗压强度、弯拉强度等随着纤维掺量增加先增大后减小;当掺量为碎石质量的0.10%时,纤维对混合料各项力学性能的增强效果最好;随着养护龄期的延长,混合料力学性能不断提升。研究表明掺加玄武岩短切纤维可提高水泥稳定多孔玄武岩碎石的路用性能。     

三种间位芳纶纸蜂窝力学性能及断口形貌分析

通过压缩性能、剪切性能和平面拉伸性能试验,对两种规格、三种牌号国产间位芳纶纸蜂窝与美国杜邦Nomex蜂窝的主要力学性能进行了对比分析;通过芳纶纸抗张强度试验,分析了芳纶纸性能对纸蜂窝主要力学性能的影响;通过微观下观察平面拉伸试样断口形貌,分析了纸蜂窝拉断时纤维和基体的破坏模式与其拉伸性能的关系。芳纶纸蜂窝主要力学性能试验表明,同种规格国产间位芳纶纸蜂窝的主要力学性能已基本达到Nomex蜂窝水平并且可满足目前国产大型客机选材要求。     

夹层玻璃压缩剪切强度测试和粘结力学性能研究

夹层玻璃属于安全玻璃中安全级别较高的一种,关乎夹层玻璃安全性能的参数指标主要是力学粘结强度。采用压缩剪切的形式描述夹层玻璃的力学粘结强度,阐述了夹层玻璃的力学性能要求和粘结原理。重点介绍了压缩剪切力的测试方法,陈述了压缩剪切力模具的设计方法和要求。最后探究了压缩剪切力的各种影响因素,得出夹层玻璃的压缩剪切力大小控制措施。     

固化压力对夹层结构力学性能的影响

通过测试不同固化压力下的Nomex蜂窝夹层结构的力学性能，讨论了固化压力对蜂窝夹层结构性能的影响。结果表明，在固化压力0．2－0．5MPa下，夹层结构的平拉强度、平压强度、剪切强度无明显变化，而侧压强度与弯曲刚度则随压力的增大而发生明显的变化。     

新型蜂窝浸渍树脂及对位芳纶纸蜂窝性能

制备了一种适用于对位芳纶纸蜂窝的新型浸渍树脂——F·JN–5–07A/B树脂,并对其黏度和固化特性进行了表征,结果表明,改性后的F·JN–5–07A/B树脂在25~70℃具有适中的对位芳纶纸蜂窝浸渍工艺黏度(11~14 Pa·s),并且在70℃恒温1 h后的黏度升至68 Pa·s;固化温度较改性前降低了109.7℃,大大改善了对位芳纶纸蜂窝制备工艺。采用酚醛树脂和F·JN–5–07A/B树脂两种浸渍树脂制作了2–64和2–80两种规格的对位芳纶纸蜂窝。结果表明,相比于浸渍酚醛树脂的对位芳纶纸蜂窝,浸渍F·JN–5–07A/B树脂的对位芳纶纸蜂窝综合性能优异,2–64和2–80规格的对位芳纶纸蜂窝的室温平压强度分别提高了13.3%和17%,200℃时的平压强度保留率分别为75%和78%,介电常数和介电损耗角正切值分别由1.14和0.0050降低至1.09和0.0020;2–64规格对位芳纶纸蜂窝的L向剪切强度和L向剪切弹性模量分别提高了23.8%和9.2%,2–80规格的对位芳纶纸蜂窝分别提高了18.5%,13.8%。     

垂直振动压实SRX稳定碎石力学性能影响因素研究

为了揭示有机聚合物SRX稳定碎石(SRX-SCS)强度形成机理及影响因素,通过室内垂直振动成型试件,研究相对含水率、SRX含量、压实度与集料岩性对SRX-SCS力学性能的影响,并建立了各强度之间的关系.结果表明:SRX-SCS抗压强度、劈裂强度和回弹模量均随着相对含水率的减小而增大,且相对含水率为0时,三者均达到最大值;力学强度随着SRX含量的增加而增大;压实度在96%~100%之间,压实度每提高1%,SRX-SCS抗压强度提高4%~8%,劈裂强度提高6%~10%,回弹模量提高7%~11%;SRX石灰岩稳定碎石的抗压强度是SRX砂岩稳定碎石、SRX花岗岩稳定碎石的1.27倍、2.19倍,劈裂强度是砂岩、花岗岩的1.23倍、2.03倍,回弹模量是砂岩、花岗岩的1.21倍、2.20倍;抗压强度Rc与劈裂强度Ri之间满足Rc=16.6Ri,抗压强度Rc与回弹模量Ec之间满足Ec=118.4Rc.该成果可为SRX-SCS的路面结构与材料设计提供理论基础.     

Post curing effect of poly epoxy on visco‐elastic and mechanical properties of different sandwich structures

Poly epoxy is a high performance room temperature cured epoxy system which provides excellent physical and mechanical properties. However, the effects of post curing of this resin system on the properties of different sandwich structures are unknown. This study aims to evaluate the effect of post curing (at 70°C for 2 hr) on the edgewise compressive and flexural strengths of a sandwich structure, constructed with Styrofoam and honeycomb as core materials and a plain weave carbon fabric as face sheet. Tested factors evaluated from edgewise compressive tests were as follows: peak load, compressive strength, and crash energy absorption of sandwich structures while core shear stress and bending stress of sandwich structures were determined and compared with flexural tests. It was observed that post curing affects significantly on the bending and compressive strengths of the sandwich structures. However, the data obtained for crash energy absorption suggested that the effect of post curing on the core shear strength and the total deflection was statistically insignificant. The matrix polymer was also inspected using dynamic‐mechanical thermal analysis to assess the changes in glass transition temperature and degree of conversion due to post cure. POLYM. COMPOS., 2013. © 2013 Society of Plastics Engineers