环氧树脂/短切碳纤维复合材料性能研究

制备出了短切碳纤维增强TDE-85环氧树脂复合材料,研究了碳纤维的含量对复合材料力学性能和耐热性能的影响。结果表明,碳纤维的加入有利于复合材料力学性能和耐热性能的提高,并在碳纤维含量为0.25%时,复合材料的拉伸强度、冲击韧性、弯曲强度和弯曲模量达到最大,分别提高了29.33%、25.31%、30.28%和68.93%。此外,对复合材料的弯曲断裂面进行了微观形貌分析,结果表明一定量的碳纤维可以较好地分散在树脂基体中,同时,碳纤维原丝和树脂基体的界面结合比较弱,主要依赖于两相之间的物理嵌合。     

乒乓球拍用复合材料的成形工艺与性能研究

研究了成型温度和成型压力对兵乓球拍用碳纤维复合材料弯曲强度、弯曲模量和拉伸强度的影响,并对断口形貌进行了观察。结果表明,随着成型温度和成型压力的增大,碳纤维复合材料的弯曲强度和弯曲模量都呈现先增加而后减小特征,在成型温度为380℃、成型压力为4.7MPa时取得弯曲强度和弯曲模量最大值。随着成型温度和成型压力的增大,碳纤维复合材料的拉伸强度呈现先增加而后减小特征,在成型温度为380℃、成型压力为4.7MPa时取得拉伸强度最大值,为1.71GPa。碳纤维复合材料适宜的成型工艺为:成型温度380℃、成型压力4.7MPa。     

碳纤维增强PE-UHMW/木粉复合材料的力学性能

为了改善超高分子量聚乙烯(PE-UHMW)的加工性能,提高其力学性能,以木粉和碳纤维为填料,制备了高填充量碳纤维增强PE-UHMW/木粉复合材料。研究了碳纤维含量对PE-UHMW/木粉复合材料弯曲性能、拉伸性能及动态热机械性能的影响。研究结果表明,加入碳纤维可提高PE-UHMW/木粉复合材料的弯曲强度及拉伸强度。拉伸强度和弯曲强度都随着碳纤维的含量的增加呈现出先增加后减小的趋势。当碳纤维质量分数为3%时,弯曲强度达到最大值,为25.2 MPa,比未加碳纤维时提高了46.5%。当碳纤维质量分数为2%时,弯曲强度达到最大值,为38.4 MPa,比未加碳纤维时提高了27.1%。随着碳纤维含量的增加,复合材料的储能模量显著提高。碳纤维的加入使复合材料的损耗因子峰值增大。     

湿法制备长碳纤维增强聚苯硫醚复合材料的性能

利用湿法浸渍工艺制备碳纤维和聚苯硫醚纤维的混合纤维坯料,经干燥、模压成型后,制得长碳纤维增强聚苯硫醚(LCF/PPS)复合板材。本文考察了水中碳纤维浓度、碳纤维含量和长度对复合板材冲击、弯曲等力学性能的影响,并通过SEM表征板材断面的形貌,分析碳纤维在树脂中的分散情况及对板材力学性能的影响。结果表明,在本实验体系中,当碳纤维在水中湿法分散的浓度为0.5g/L,长度和含量分别为9mm、45wt%时,可以得到高性能的LCF/PPS复合材料,冲击强度为49.1kJ/m2,弯曲强度和模量为178.51MPa和18.56GPa;从板材的冲击样条断面可以看到,碳纤维在树脂中的分散比较均匀,纤维与树脂的黏结性好。     

碳纤维/玻璃纤维混杂拉挤板的力学性能研究

混杂复合材料可以改善复合材料的某些性能，提高其性价比，在工业领域中得到了广泛应用。本文使用碳纤维、玻璃纤维和环氧树脂，进行了五种不同碳纤维相对体积比夹芯型混杂拉挤板的设计和试制。针对完成的混杂拉挤板，对其拉伸性能、压缩性能和弯曲性能进行了实验，并对实测数据与混合定律计算数据进行了比较和分析。实验表明：本文研究的碳纤维/玻璃纤维(碳/玻)混杂拉挤板，其拉伸强度和压缩强度均呈负的混杂效应，拉伸模量和压缩模量都符合混合定律；弯曲强度呈负的混杂效应，而弯曲模量则呈正的混杂效应。     

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。     

超分散剂改性硫酸钙粉体在聚乙烯复合材料中的应用研究

合成了YB超分散剂并通过熔融共混的方法制备了HDPE/CaSO4复合材料,试验研究了YB超分散剂改性CaSO4填充HDPE复合材料的流变行为及力学性能。结果表明:在YB超分散剂用量为1.2%,CaSO4填充量为30%时,相比未改性时的填充,复合材料的弯曲模量和弯曲强度提高了37.6%、6.8%,而拉伸强度、冲击强度分别提高了9.8%、45.9%;而此时复合材料的表观粘度降低,非牛顿指数和粘流活化能增加,超分散剂的使用加剧复合材料表观粘度的下降幅度,非牛顿指数和粘流活化能也呈降低趋势。     

木质素基燃料电池双极板的制备及性能研究

为了充分利用木质素,扩大其在复合材料的应用范围,采用木质素、苯酚和甲醛合成了木质素基酚醛树脂。以天然石墨和碳纤维做导电填料,采用模压工艺制备燃料电池用双极板材料。对复合材料的密度、弯曲性能、动态力学性能和电导率进行表征分析。结果表明,当天然石墨逐步被碳纤维取代后,木质素基复合材料的密度随着碳纤维含量的增加而逐渐下降;弯曲强度则一直增加,但是弯曲模量在碳纤维达到30%时达到最大值,之后开始下降。动态力学性能实验表明,材料的储能模量和玻璃化转变温度随着碳纤含量增加而增加,并在30%碳纤维时达到最高值。复合材料的电导率随着碳纤维含量增加而增加,最大达到500 S/cm,之后复合材料的电导率开始下降。研究结果证明,含有30%碳纤维和30%天然石墨的木质素基复合材料具有较好的综合性能:密度为1.16 g/cm~3,弯曲强度和弯曲模量分别为52.7 MPa和10.7 GPa,电导率500 S/cm。     

乒乓球拍用碳纤维复合材料的改性与性能研究

在乒乓球拍用碳纤维/环氧树脂复合材料表面进行了不同含量纳米微晶纤维素涂覆的改性处理,研究了纳米微晶纤维素含量对复合材料表面形貌、单丝拉伸强度、剪切强度和弯曲性能的影响,并对断口形貌进行了观察。结果表明,硅烷化改性处理并不会对纳米微晶纤维素的形貌和尺寸产生显著改变;去除上浆剂后的碳纤维抗拉强度约为3.44GPa,剪切强度约为48.3MPa,碳纤维的弯曲强度和弯曲模量分别为418.3MPa和20.1GPa,随着AMEO-NCC含量增加,AMEO-NCC涂覆的碳纤维的单丝抗拉强度、剪切强度、弯曲强度和弯曲模量都呈现先增加而后减小的特征,在AMEO-NCC含量为质量分数0.3%时取得单丝抗拉强度最大值,且都高于去除上浆剂后的碳纤维。     

超分散剂改性滑石粉填充PP复合材料的性能研究

研究了YB超分散剂改性滑石粉填充聚丙烯(PP)复合材料的流变行为及力学性能.结果表明,复合材料的熔体质量流动速率(MFR)明显提高,且随着超分散剂用量的增加,MFR增大;复合材料的表观黏度随着剪切速率增大而降低;随着滑石粉用量的增加,体系表观黏度对温度的敏感性越来越小.滑石粉用量及超分散剂用量的增加对复合材料的拉伸强度、弯曲强度以及弯曲模量都有一定的改善和提高,而对其冲击强度的影响则是先增大后降低.     

提高碳纤维分散性及碳纤维纸强度的研究

研究了碳纤维长度、分散剂种类、分散质量分数对碳纤维在水中分散性能的影响及添加粘合纤维提高碳纤维纸强度的方法。结果表明:添加分散剂能有效改善碳纤维的分散性,以APAM和PU分散剂复配使用为最佳;碳纤维越长或分散质量分数越高越难分散,适宜的碳纤维长度为2～6 mm;用木浆或热熔纤维作粘合纤维能有效提高碳纤维纸的强度。     

PBO/T700层间混杂复合材料弯曲及压缩性能研究

研究了PBO纤维与T700碳纤维层间混杂复合材料的弯曲性能和压缩性能。利用材料万能试验机研究了混杂复合材料的弯曲强度和弯曲模量、压缩强度和压缩模量随混杂比的变化情况,同时对混杂复合材料的弯曲破坏和压缩破坏模式进行了研究。研究结果表明,混杂工艺能够使PBO纤维复合材料的弯曲强度从542MPa增大到1120MPa,压缩强度从233.2MPa增大到702MPa;PBO纤维复合材料和T700碳纤维复合材料弯曲和压缩试样的破坏模式分别表现为典型的韧性破坏和脆性破坏,PBO/T700层间混杂复合材料的弯曲和压缩破坏模式随着混杂比增大,逐渐从韧性破坏转变为脆性破坏。     

风电叶片用碳/玻层内混杂VARI成型复合材料结构与性能研究

采用真空辅助树脂灌注成型(VARI)工艺制备碳纤维/玻璃纤维(碳/玻)层内混杂织物的复合材料层合板,系统研究了不同混杂比的层内混杂复合材料的结构与性能。结果表明,随着碳纤维含量的增加,碳/玻层内混杂复合材料的0°拉伸强度逐渐增加而90°拉伸强度稍有下降;0°压缩强度和压缩模量均有上升;弯曲强度稍有降低而弯曲模量逐渐升高;层内剪切强度几乎维持不变;混杂复合材料的储能模量在混杂比达到1∶1时最高,随碳纤维含量继续增加而下降,碳纤维含量的提高也使混杂复合材料的内耗峰明显下降,界面阻尼降低;扫描电子显微镜观察复合材料90°拉伸断裂截面发现,不同混杂比的层内混杂复合材料中环氧树脂对纤维浸润充分,几乎没有观察到纤维拔出与基体的气孔缺陷。     

短碳纤维的分散性与CFRC复合材料的力学性能

碳纤维增强水泥基复合材料(CFRC)是新发展起来的一种功能材料,制备CFRC复合材料过程中,碳纤维在水泥基体中的分散性直接影响CFRC复合材料的力学性能。借助超声波和分散剂羟乙基纤维素(HEC),实现了短碳纤维在水泥基体中的均匀分散。对所制备的CFRC复合材料的断口形貌,作了SEM观察和能谱分析;测试了试件的抗压强度和抗折强度。结果发现,水灰质量比为0.44,碳纤维均匀分散,其质量掺量为0.6%时,复合材料的抗压强度可提高20%,抗折强度提高129%。     

舞蹈器械用碳纤维复合材料的制法和力学性能研究

碳纤维材料通过科学的设计与加工，可以制备各种类型的舞蹈用器械。对当前舞蹈器械加工领域常用的碳纤维替代品进行了分类总结，对舞蹈器械用碳纤维复合材料的常见加工方法，如缠绕成型技术、模压成型技术、RTM成型技术等的优劣势进行分析，重点探讨了舞蹈器械用碳纤维复合材料的力学性能，如拉伸模量、拉伸强度、弯曲强度等，认为碳纤维复合材料的力学性能优于传统材料的，碳纤维复合材料在舞蹈器械领域应用前景广阔。     

碳纤维/双马来酰亚胺(BMI)复合材料力学性能的研究

本文介绍不同固化工艺和基体配比对碳纤维/双马来酰胺复合材料力学性能的影响.研究表明,在选择合适的基体配比与固化工艺条件下,碳纤维/双马来酰亚胺(BMI)复合材料的室温弯曲强度可高达2140MPa,在200℃下弯曲模量、弯曲强度和层间剪切强度的高温性能保待率分别达94.5%、68.7%和62.2%.     

国内外T700级碳纤维及其复合材料的性能

分别以国产T700S-12K碳纤维与东丽T700S-12K碳纤维为基体,在相同的制备条件下制得纤维复丝及其复合材料,对比研究了两种碳纤维的复丝强度和复合材料性能。结果表明:SYT49碳纤维复丝拉伸强度与模量达到同级别东丽T700级碳纤维;SYT49碳纤维板材拉伸、压缩、层剪和弯曲性能均要接近或优于东丽T700S-12K碳纤维复材,说明国产工业化生产碳纤维SYT49在一定程度上可以取代东丽同级别碳纤维。     

碳纤维增强尼龙6复合材料的研究

研究了尼龙6的相对黏度对碳纤维增强复合材料的力学性能及其结构的影响。结果表明:碳纤维增强尼龙6复合材料的力学性能随尼龙6的相对黏度增加大而降低。碳纤维的质量分数为15%时,相对黏度为2.7的尼龙6的复合材料的拉伸强度和拉伸模量分别为179.6和11014 MPa;而相对黏度为2.0的尼龙6复合材料的拉伸强度和拉伸模量分别为220和14521MPa,分别提高了22.5%和31.8%。扫描电镜表明:碳纤维在不同尼龙6基体的复合材料中分散都比较均匀,复合材料断裂为纤维拔出断裂方式。     

环氧树脂／凹凸棒土复合材料的分散和力学性能研究

采用超声分散和溶液共混的方法制备环氧树脂/凹凸棒土复合材料。电子显微镜和元素分析的结果表明，超声分散和凹凸棒土的有机化处理可以改善凹凸棒土的团聚状况和亲油性。选用超声波的作用功率为400W，作用时间为5min时的分散条件，复合材料的冲击强度、弯曲强度和弯曲模量均高于环氧树脂，表明凹凸棒土在复合材料中起到了增强的作用。     

含MWCNTs玻璃纤维增强复合材料的力学和界面性能的研究

为了进一步提高玻璃纤维增强环氧复合材料(GFRE)的力学性能,本文将工业级多壁碳纳米管(MWCNTs)均匀分散在含分散剂B60T的环氧树脂(EP)中,制备了MWCNTs/GFRE复合材料。研究了MWCNTs官能团种类和含量对GFRE宏观和微观力学性能的影响,并对复合材料界面粘合性进行了分析。结果表明:官能化MWCNTs可以明显提高GFRE的力学性能和层间粘合强度,羟基化碳纳米管(MWCNTs-OH)对GFRE的力学性能和层间剪切强度提升最明显;与GFRE相比,当MWCNTs-OH用量为0.1wt%时,MWCNTs-OH/GFRE的拉伸强度和弯曲强度分别提高了51.9%和31.2%,拉伸模量和弯曲模量分别提高了9.1%和5.2%,层间剪切强度提高了23.9%;动态粘弹性研究表明,与GFRE相比,MWCNTs-OH/GFRE的初始模量提升了约10.1%,玻璃化温度提高约4.8℃;MWCNTs对MWCNTs/GFRE界面结合和耐温性的提高,与其官能团数量、种类及其与环氧分子的反应难易以及形成的化学键自由度有关。