真空导入成型阴离子聚合尼龙6及其复合材料中活化剂的作用研究

通过真空导入成型的方法制备阴离子聚合尼龙6(APA-6)纯样及其玻纤复合材料,选用己内酰胺钠盐(C10)作为引发剂,双酰化内酰胺-1,6-己二胺(C20)和2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)作为活化剂,研究了活化剂对制品性能的影响。结果表明,由于活化机理不同,当TDI作为活化剂时,体系在聚合前具有较长的导入时间窗口,聚合过程中产生更多长的支链,从而使制品结晶度下降,但是支链之间缠结反而有利于此体系得到的纯APA6具备较优的力学性能。最后,TDI作为活化剂时,树脂与纤维之间产生更强的界面作用,复合材料力学性能更优。     

连续玻纤增强原位聚合尼龙6复合板材树脂传递成型工艺及性能研究

连续纤维增强热塑性树脂复合材料(FRTPRC)由于轻质、高强以及可回收再利用的特点,受到广泛的关注,其成型技术也不断更新。采用热塑性树脂传递成型(T-TRM)工艺,制备了纯尼龙6(APA6)板与连续玻纤增强尼龙6热塑性复合板(GF/PA6)。通过研究和分析模具温度、保温时间等工艺参数对APA6板的转化率、结晶度、黏均摩尔质量的影响,并且研究了不同纤维含量对GF/PA6复合材料力学性能的影响,同时采用傅里叶红外光谱测试与SEM电镜分析了GF/PA6复合材料的断裂形貌。结果表明,模具温度为170℃、保温时间为30 min时,尼龙6的结晶度和黏均摩尔质量达到最好,纤维含量增加,GF/PA6板的弯曲、拉伸强度增加;微观分析表明,玻纤与PA6树脂基体有较好的结合性,结合机理为浸润吸附原理。     

聚丙烯自增强复合材料层压板的制备和性能研究

以聚丙烯树脂为基体,聚丙烯纤维织物为增强体,采用层压成型工艺制备了聚丙烯自增强复合材料层压板。研究了成型温度、成型压力、成型时间和纤维含量等工艺参数对聚丙烯自增强复合材料层压板拉伸和弯曲性能的影响规律,并采用差示扫描量热(DSC)仪和扫描电子显微镜(SEM)对其进行了热分析和形态结构的表征。结果表明,当成型温度为175℃,成型压力为10 MPa,成型时间为15 min,纤维含量为60%时,聚丙烯自增强复合材料层压板的力学性能达到最大值,其拉伸强度为(125.76±0.77)MPa,弯曲强度和弯曲弹性模量分别为(30.77±0.70)MPa和(1 795.46±75.95)MPa;从DSC图和SEM图观察到成型温度为175℃时聚丙烯纤维表面发生了熔融,有利于纤维和树脂之间的界面粘结力的增强。     

纤维增强热塑性树脂复合材料成型技术研究进展

介绍了近年来纤维增热塑性树脂复合材料熔体成型与反应成型研究状况,同时论述了玻璃纤维毡增强热塑性塑料(GMT)板材成型、模压成型、层压成型、拉挤成型等熔体成型方法的国内外研究现状及浇注尼龙改性研究现状,其中包括熔体成型方法所用到的设备或采用的工艺流程;并综述了反应成型过程所用引发剂、活化剂种类与用量对聚合过程的影响,聚合温度、聚合时间等工艺参数对复合材料制品质量影响。     

碳纤维增强环氧树脂基复合材料的性能研究

研究了WBS-3环氧树脂固化体系的反应特性,分析了该固化体系浇铸体的性能;并以碳纤维(T-700S)为增强材料,采用手糊成型螺栓加压工艺制备了WBS-3/T-700S复合材料,研究了复合材料的常温力学性能、高温力学性能、水煮后力学性能和动态力学性能,并对弯曲断面进行分析。研究结果表明,WBS-3树脂基体黏度低、适用期长且韧性好,适合于手糊成型、缠绕成型等低成本制造工艺;由此制得的WBS-3/T-700S复合材料具有优良的力学性能和耐高温性能,其弯曲强度为1434MPa,拉伸强度为1972MPa,剪切强度为76.1MPa,玻璃化温度(Tg)超过210℃;该WBS-3/T-700S复合材料具有很好的界面粘接性(树脂对纤维的浸润性良好)、较低的空隙率且纤维分布均匀。     

纤维增强复合材料对破甲弹的防护性能研究

采用真空辅助成型工艺制备纤维增强复合材料。分别以装甲钢、纤维增强复合材料作为轻型反应装甲的面、背板,考察轻型反应装甲对破甲弹的防护性能。结果表明,在考察范围内,复合材料组成的轻型反应装甲的防护性能较好,其中碳纤维增强复合材料的防护系数可达到23.9,并可消除传统反应装甲的二次毁伤效应。     

短切炭纤维增强热塑性树脂—PA1010复合材料的研究

本工作采用熔融混料热模压成型工艺制备短切炭纤维增强热塑性树脂SCFR-TP—PA1010复合材料。着重研究了复合材料的各种力学性能、热性能及CF与基体间的界面状态、CF含量、复合工艺对材料性能的影响以及CF经表面处理后其性能及复合材料层间剪切强度ILSS的变化。并对复合材料剪切断裂机制进行了初步探讨。我们发现复合材料中CF的增强作用明显,CF含量以20～30％(重量)为最佳。CF经氧化处理后,强度和模量均有所降低,但纤维与基体的粘结作用增强。电聚合涂层处理则随单体——溶剂——电解质体系的不同而有不同结果。复合材料浸水后ILSS降低,虽经干燥处理亦不能完全恢复。剪切断口电镜分析发现剪切断裂有三种方式,其主要机制是微裂纹的扩展导致界面脱胶和基体开裂。     

磷酸处理对三维编织芳纶纤维/双马来酰亚胺力学性能的影响

本文采用RTM工艺制备了三维编织芳纶纤维增强双马来酰亚胺复合材料,并考察了磷酸处理芳纶纤维对复合材料界面结合及力学性能的影响.结果表明,磷酸处理能增加纤维表面活性官能团含量,改善纤维与基体间的界面结合,提高复合材料的弯曲、剪切和冲击性能.     

反应熔渗C_f/(ZrB_2)-ZrC-SiC超高温陶瓷基复合材料的优化制备及性能

受熔渗动力学控制,常规反应熔渗制备的超高温陶瓷基复合材料易存在纤维/界面损伤,基体大尺寸金属残留等问题,严重影响复合材料性能。近年来,中国科学院上海硅酸盐研究所建立了基于溶胶-凝胶预成型体孔隙结构设计的超高温陶瓷基复合材料反应熔渗新方法,揭示了预成型体孔隙结构对复合材料基体分布、界面损伤及性能的影响规律;发现反应熔渗超高温陶瓷基复合材料界面锆元素聚集现象,并首次提出反应-类熔融界面损伤机制;提出准连续ZrC界面保护结构设计思路,有效缓解了反应熔渗纤维/界面损伤,实现反应熔渗C_f/(ZrB_2)-ZrCSiC超高温陶瓷基复合材料性能大幅提升。     

UHMWPE/PE复合材料的开发与性能研究

本文在阐述聚乙烯自增强复合材料(PE/PE)的涵义基础上,介绍超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维增强聚乙烯复合材料的制备原理和新产品的加工技术与工艺特点;试验测得复合材料的性能,验证了为改善复合材料性能而采用的几种UHMWPE纤维表面处理方法的有效性;同时证实了界面粘结是影响UHMWPE/PE复合材料性能的关键因素;最后就UHMWPE/PE复合材料界面粘结机理展开讨论,并概述了界面穿晶层的起源、形态和结晶结构研究的新进展.