酚醛树脂/PBO纤维单向复合材料的制备及性能

利用聚对苯撑苯并双恶唑(PBO)纤维与酚醛树脂制备先进复合材料,研究该单向复合材料的层间剪切性能、弯曲性能、冲击性能和动态力学性能,并分析该复合材料的吸湿脱湿行为和热氧老化行为.酚醛树脂/PBO纤维单向复合材料的层间剪切强度为21.25 MPa,弯曲强度为439.53 MPa,弯曲弹性模量为50.11GPa.     

纳米Al2O3改性树脂基复合材料及体育应用性能

针对传统树脂基复合材料力学性能差,抗冲击性低等问题,以纳米Al₂O₃、CFF和PA6为原料,采用传统叠层模压的方式,制备一种体育器材用的层压板,并对制备层压板的力学性能和最佳工艺进行了探讨。结果表明,在模压温度230℃,热压压力3MPa,保压时间15min的条件下,制备的层压板力学性能最佳,其弯曲强度、层间剪切强度和缺口冲击强度分别达到250.3MPa、87.1MPa和56.1MPa;在加入6%（wt）的纳米Al₂O₃后,层压板弯曲强度和垂直于纤维铺层方向的冲击强度分别在最佳力学性能基础上达到387.6MPa和80.3MPa。     

碳微球/勃姆石/PP复合材料的制备及性能分析

以碳微球(CMS)和勃姆石(BM)为阻燃剂，打包盒PP废塑料(H-PP)为原材料，通过熔融挤出制备CMS/BM/H-PP复合材料，利用极限氧指数(LOI)、UL 94、锥形量热仪和热失重分析(TG)等对复合材料的阻燃性、热分解温度、力学性能和热变形温度(HDT)进行分析。结果表明，BM可以有效阻燃H-PP。在H-PP中加入30%的BM,30-BM/H-PP的LOI达到27.8%,阻燃等级为UL 94 V-1级，T_5%、HDT、拉伸和弯曲强度分别为321.2℃、95.8℃、19.4 MPa和22.8 MPa,与H-PP相比，其强度降低，热分解温度和HDT升高；以BM为主阻燃剂，适量的CMS和BM在H-PP中具有协同阻燃效果；在H-PP中加入4%的CMS和26%的BM,4-CMS/26-BM/H-PP的LOI为29.8%,阻燃等级为UL 94 V-0级，其T_5%、拉伸强度、弯曲强度、TTI和FPI分别为332.4℃、22.5 MPa、26.2 MPa、37 s和0.15(m²·s)/kW,与30-BM/H-PP相比，有显著提...     

蛭石的有机化及其对PCTG性能的影响

采用苄基三苯基氯化磷对蛭石(VMT)进行有机改性，制备有机蛭石(O-VMT)，以二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯(PCTG)为基体材料，通过熔融挤出制备PCTG/O-VMT复合材料，分析O-VMT添加量对PCTG性能的影响。结果表明：与VMT相比，O-VMT对PCTG性能的提高效果更好。随着O-VMT添加量的增加，PCTG/O-VMT的弯曲模量、热变形温度(HDT)、维卡软化点温度(VST)、热分解温度和尺寸稳定性逐渐提升，拉伸强度和弯曲强度先增大后减少。当O-VMT的添加量为4.0%,PCTG/O-VMT-4.0的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量分别为48.2、70.6和2 264 MPa，相比PCTG分别提高6.9%、7.8%和22.4%。相比PCTG,PCTG/O-VMT-7.0在水平和垂直方向的模后收缩率分别降低54.4%和56.8%,HDT和VST分别上升11.7%和9.6%,700℃残炭率、起始分解温度(T_5%)和最大分解温度(T_max)分别提高7.25%、28℃和21.20℃。     

高强度酚醛层压布板的制备与性能研究

制备了高强度酚醛层压布板,并研究了其性能。讨论了桐油改性酚醛树脂和针状硅灰石粉对酚醛层压布板冲击强度和弯曲强度的影响,并对桐油改性酚醛树脂进行了耐热性能分析。研究结果表明,将甲阶酚醛树脂和桐油改性酚醛树脂共混,随着共混树脂中桐油改性酚醛树脂比例的增加,以此为基体树脂制得的酚醛层压布板的冲击强度在横、纵两个方向上均有大幅度提高。与未添加针状硅灰石粉相比,添加针状硅灰石粉酚醛层压布板的冲击和弯曲强度均有提高,横、纵向冲击强度分别提高23.3%,9.1%,弯曲强度分别提高0.4%,5.4%。针状硅灰石粉经偶联活化改性后,与未偶联活化改性针状硅灰石粉相比,添加改性针状硅灰石粉酚醛层压布板的冲击和弯曲强度进一步得到提高,横、纵向冲击强度分别提高3.9%,15.0%,弯曲强度分别提高4.1%,4.0%。350℃之前,桐油改性酚醛树脂能保持比较好的热稳定性;在大于350℃的高温区,桐油改性酚醛树脂较甲阶酚醛树脂的热稳定性下降明显。     

工艺因素对RTM成型聚酰亚胺复合材料性能的影响

采用低熔体粘度适用于液态成型的聚酰亚胺树脂研究了树脂传递模塑（RTM）工艺中树脂注射压力、注射流速、固化温度对碳纤维增强聚酰亚胺复合材料性能的影响，以确定最佳的成型工艺参数。结果表明，随着注射压力增大，复合材料的玻璃化转变温度下降，层间剪切强度提高，弯曲强度略有提升。随着注射流速增加，复合材料玻璃化转变温度不变，层间剪切强度和弯曲强度降低。随着固化温度升高，复合材料的玻璃化转变温度升高，但固化温度达到400℃时，层间剪切强度和弯曲强度明显降低。根据树脂工艺性，综合考虑复合材料内部质量、耐热性和力学性能，采用注射压力1.2 MPa，注射流速15 mL/min以及固化温度380℃的成型工艺较优。     

聚硼硅氮烷固化氰酸酯基耐高温胶粘剂的制备与性能研究

以氰酸酯为基胶,聚硼硅氮烷前驱体为固化剂,复配相应的填料,制备了氰酸酯基耐高温胶粘剂。研究了聚硼硅氮烷用量对氰酸酯固化特性、固化产物的结构变化及固化物热稳定性的影响。研究结果表明：与传统的氰酸酯胶粘剂相比,聚硼硅氮烷催化氰酸酯的固化温度降低了50～100℃;聚硼硅氮烷可以催化氰酸酯在150℃低温固化,20份聚硼硅氮烷催化氰酸酯固化物T_5%最高达到476.3℃。以此为基础制备的耐高温胶粘剂的室温粘接强度最高为16 MPa,400℃老化3 h后粘接强度仍达到12 MPa,表明该胶粘剂具有较好的粘接性能和耐老化性能。本研究制备的胶粘剂凭借较低的固化温度、良好的粘接性能和耐温性,有望用于航空、航天和电子等行业。     

酚酞型聚芳醚酮改性PPS/CF复合材料的制备与性能研究

采用不同浓度的酚酞型聚芳醚酮（PEK-C）溶液对碳纤维（CF）进行表面处理,并制备了碳纤维增强聚苯硫醚（PPS/CF）复合材料。结果表明：与去浆后CF(CF-A)相比,浓度0.50%的PEK-C溶液处理的CF表面O/C比提升约49.2%,且C—O键和C=O键占比明显提升。说明PEK-C溶液处理可以有效增加CF表面含氧官能团的数量,且在该条件下复合材料的界面性能和弯曲性能大幅提升,相较于未经PEK-C改性的PPS/CF复合材料,0.50%的PEK-C溶液改性后的PPS/CF复合材料层间剪切强度由23.81 MPa提高至38.45 MPa,弯曲强度由709 MPa提高至839 MPa。     

苯氧树脂增韧自行车轮圈用环氧树脂体系性能研究

添加不同含量的苯氧树脂增韧剂和助剂,开发了一种自行车轮圈用耐高温环氧树脂体系。考察了树脂体系浇注体的力学性能及其复合材料层压板的干态和湿态动态力学性能、层间剪切性能和弯曲性能。研究结果表明:增韧剂含量为15%时,其浇注体的拉伸强度为79.6 MPa,断裂伸长率为3.25%,弯曲强度为148.5 MPa,压缩强度为170 MPa;其层压板层间剪切强度为86 MPa,弯曲强度为1 575 MPa,干态玻璃化转变温度为261℃,水浸35 d后玻璃化转变温度为233℃;在一定温度区间层压板干/湿态层间剪切强度及干态弯曲强度与温度呈现线性负相关关系。所制备的TR1219G/T700材料体系,可用于复合材料自行车轮圈的研发与生产。     

树脂制备工艺对腰果酚改性酚醛树脂胶接性能影响研究

采用腰果酚、苯酚和甲醛为原料,氨水为催化剂,制备了三种腰果酚含量40%的热固性腰果酚改性酚醛树脂:腰果酚-甲醛/苯酚-甲醛共混酚醛树脂(CF-PF)、腰果酚-苯酚-甲醛共聚酚醛树脂(PCF-A)和混酚(腰果酚-苯酚-双酚)-甲醛共聚酚醛树脂(PCF-B)。借助DSC、TGA、剪切强度等手段对合成树脂性能进行了表征。DSC分析结果表明:三种改性树脂中PCF-B树脂的固化反应活性最高,初始温度、峰温和终温分别为146℃、190℃和259℃,固化反应活性顺序是PCF-BPCF-ACF-PF。TGA结果表明,PCF-A和PCF-B树脂的耐热性能相当,2%和5%失重温度分别是340℃左右和400℃左右,CF-PF树脂耐热性能较低,2%和5%失重温度分别为316℃和376℃。PCF-B的室温和150℃剪切强度分别为8.31MPa和7.74MPa,较PF树脂分别提高27%和71%,增韧效果明显;CF-PF的高温粘接性能最好,250℃和300℃剪切强度分别为5.07MPa和5.15MPa,分别是PF树脂250℃和300℃剪切强度的96%和141%。     

酚醛树脂/玻璃纤维复合材料界面接枝ABS研究

采用溶液接枝聚合方法,在偶联剂处理后的玻璃纤维(GF)表面接枝(丙烯腈/丁二烯/苯乙烯)共聚物(ABS)而形成一层有极性的柔性"可变形层",以提高酚醛树脂/GF复合材料的界面粘结性能.采用傅立叶变换红外光谱仪、能量色散光谱仪和扫描电子显微镜研究了接枝前后GF表面官能团、元素含量和表面微观形貌变化.研究了ABS接枝率对酚醛树脂/GF复合材料力学性能的影响.结果表明,ABS成功地接枝到GF表面;酚醛树脂/GF复合材料的力学性能随着ABS接枝率的提高先升高后降低:当ABS的接枝率为2.8%、3.0%、4.3%、4.7%时,酚醛树脂/GF的层间剪切强度、拉伸强度、弯曲强度、冲击强度分别达到最高,为70 MPa、620 MPa、450 MPa、226 kJ/m2.     

极限固化工艺对中温环氧/玻璃纤维复合材料性能的影响

研究了极限固化工艺即高温点工艺B和低温点工艺C对中温环氧/玻璃纤维复合材料的弯曲强度、弯曲模量、层间剪切强度、滚筒剥离强度和介电性能的影响,并与标准固化工艺A进行比较。结果表明:相比于标准工艺A,SW220A/3218及SW110A/3218层合板的力学性能无明显变化;对于SW280A/3218层合板,在工艺B和工艺C条件下,相对标准工艺A,其弯曲模量变化不大,但工艺B条件下SW280A/3218层合板纬向弯曲强度下降约11%,经向弯曲强度下降约18%,经向和纬向层间剪切强度分别下降约12%和约11%,夹层结构其上蒙皮及下蒙皮的滚筒剥离强度分别下降约7%,13%;相比于标准工艺A,在工艺C条件下成型的SW280A/3218层合板,纬向弯曲强度下降约14%,经向弯曲强度下降约16%,纬向层间剪切强度变化不大为66.62 MPa,而经向层间剪切强度下降约8%,夹层结构上蒙皮及下蒙皮的滚筒剥离强度分别下降约25%,31%;极限固化工艺条件对层合板的介电性能没有影响;SW280A/3218、SW220A/3218及SW110A/3218层合板在3种工艺条件下的性能均能满足Q/ZHFC 8246—2015标准要求。     

连续CF增强PEEK复合材料层压板的制备工艺

采用熔融浸渍法制备了连续碳纤维(CF)增强聚醚醚酮(PEEK)复合材料预浸带,并层压成型制备复合材料层压板。研究了成型温度、成型压力、成型时间、纤维含量等因素对复合材料层压板力学性能的影响。结果表明,在成型温度为370℃、成型压力为12 MPa、成型时间为70 min、纤维含量为61%的工艺条件下,连续CF增强PEEK复合材料层压板的力学性能达到最优值,弯曲强度和弯曲弹性模量分别达到(1 750.76±49.13)MPa和(107.54±6.35)GPa,层间剪切强度达到(100.04±6.88)MPa,缺口冲击强度为(84.44±1.54)k J/m2。随着冷却速率的增大,复合材料层压板的弯曲性能和层间剪切强度下降,而缺口冲击强度提高。SEM分析表明,复合材料层压板的界面粘结良好。     

含苯炔基侧链的聚酰亚胺树脂及其复合材料

采用联苯酐(3,4′-BPDA)与4,4′-二氨基二苯醚(4,4-ODA),3,5-二氨基-4′-苯炔基二苯甲酮(DPEB),苯炔基苯酐(PEPA)制备了不同分子质量的聚酰亚胺树脂。通过流变分析,热重分析,红外光谱,动态热力学分析及静态力学性能测试等研究了分子结构,分子质量等因素对聚酰亚胺树脂耐热性和力学性能的影响。结果表明,合成的聚酰亚胺树脂具有优异耐热性能和较高的韧性,固化后树脂的玻璃化转变温度为379℃,5%热失重温度高于550℃,并且浇注体的拉伸强度是61 MPa,断裂伸长率是6.2%.碳纤维复合材料的室温弯曲强度为1 850 MPa,层间剪切强度为84 MPa,316℃时弯曲强度为946 MPa,剪切强度为46 MPa,具有良好的高温力学保持率。     

制备方法对双钙钛矿型催化剂性能的影响

采用溶胶-凝胶法、水热法、共沉淀法和溶胶-凝胶-水热联用法等方法制备了新型稀土钙钛矿型复合氧化物LaSrFeNiO₆,探究不同制备方法对催化剂催化甲烷燃烧性能的影响。通过BET、XRD、SEM、H₂-TPR、FT-IR和TG-DSC等技术对其进行物理性能表征及其催化甲烷燃烧活性测试。结果表明：在不同的制备方法下均可形成完整的双钙钛矿晶型，且不同制备方法下甲烷燃烧转化率和催化活性不同，其中溶胶-凝胶-水热联用法制备的催化剂下甲烷转化率最高，转化温度最低，起燃温度T_10%为355℃,T_90%为536℃。     

玻璃纤维/嵌段共聚聚酰亚胺复合材料力学性能的研究

采用热塑性聚酰亚胺膜熔渗法,制备了单向玻璃纤维/嵌段共聚聚酰亚胺膜层压复合材料,考察了嵌段共聚聚酰亚胺的理论分子量、嵌段比(由BPDA段含量表示)对复合材料力学性能的影响。结果表明,分子量和嵌段比能显著影响嵌段共聚聚酰亚胺的分子链柔性,复合材料的弯曲强度、弯曲模量、层间剪切强度和冲击强度均随理论分子量的增大或刚性段含量的增加呈现出先增加后降低的趋势,最大弯曲强度、最大弯曲模量、最大层间剪切强度和最大冲击强度分别达到1224.52MPa、31.82GPa、70.56MPa和447.55kJ/m2。     

热处理对PPR/纳米TiO2复合材料力学性能的影响

制备了无规共聚聚丙烯(PPR)/纳米TiO₂复合材料，并研究了热处理对复合材料力学性能和断口形貌的影响。结果表明：使用4%(w)经硅铝复合包膜改性后的纳米TiO₂可大幅提高PPR的力学性能，复合材料的拉伸强度由未改性的24.0 MPa提高到36.5 MPa，断裂伸长率由未改性的45%提高到90%；热处理可消除复合材料内部热应力，促进结晶的完善，有效改善PPR/纳米TiO₂复合材料的拉伸性能及弯曲性能，热处理最佳温度为120℃，最佳时间为40 min，在此条件下，复合材料的拉伸强度及弯曲强度增幅分别达33.8%,35.9%。     

一种RTM用耐烧蚀改性酚醛树脂性能研究

对一种新型改性酚醛树脂的粘度特性、耐热性和耐烧蚀性能及其复合材料的性能进行了研究,得出该树脂体系的粘度在60~120℃的范围内均小于800m Pa·s,且在70℃、80℃时工艺适用期大于150min;其玻璃化温度Tg为253℃,氮气气氛800℃残炭率可达到67.1%,质量烧蚀率和线烧蚀率分别为0.0766g/s、0.119mm/s;RTM成型碳纤维增强改性酚醛树脂复合材料的层间剪切强度和轴向压缩强度分别可达39.3MPa和177MPa,氧-乙炔烧蚀的线烧蚀率和质量烧蚀率分别为0.044mm/s、0.0762g/s。结果表明,该种树脂体系具有粘度低、工艺适用期长以及良好的耐热性和耐烧蚀性能,能很好地满足RTM工艺的要求,且其碳纤维针刺复合材料具有作为耐烧蚀材料的潜质。     

次磷酸钙阻燃聚乳酸复合材料的热解特性

采用熔融共混法制备了一系列的聚乳酸/次磷酸钙(PLA/CaHP)复合材料，使用热重分析仪探究CaHP和PLA/CaHP复合材料的热降解行为，证明了与PLA相比，CaHP的低温分解性造成复合材料的初始分解温度(T_-5%)、中点分解温度(T_-50%)和最大热失重温度(T_max)均显著降低；而且，随着CaHP添加量从5%升高至30%,PLA/CaHP复合材料的T_-5%和T_max分别约为340、372℃,但是，T_-50%从368.4℃升高至373.5℃,提高了约5℃;热重-红外测试结果表明，添加CaHP后，不仅能显著降低热解气相产物的总体含量，而且能有效地抑制碳氢化合物、CO、羰基化合物和芳香族化合物等可燃性气体生成，同时，显著提高了水蒸气和CO₂的释放量，这表明，CaHP能够催化基材脱水成炭，通过水蒸气和CO₂稀释可燃气体与氧气浓度以及CaHP分解产生的磷酸钙、焦磷酸钙等无机粒子补强炭层，增强抑制可燃气体逸出与热氧交换...     

铺放成型工艺参数对复合材料板材弯曲强度和层间剪切强度的影响

为得出铺放成型过程中热风枪温度、铺放速度、压力辊压力、压力辊温度和底板温度五个工艺参数对复合材料板材弯曲强度和层间剪切强度(ILSS)的影响,用自制连续玻璃纤维增强聚苯硫醚预浸带进行铺放成型实验制备复合材料板材,分别用正交试验和单因素实验研究其规律。结果表明,压力辊压力对板材ILSS影响最大,底板温度对ILSS影响最小,铺放速度对弯曲强度影响最大,压力辊温度对弯曲强度影响最小。在合适的范围内,降低铺放速度,升高压力辊压力,选择适中的热风枪温度、底板温度和压力辊温度,有利于材料弯曲性能和ILSS的提升。在铺放小车速度为40 cm/min、压力辊压力为0.4 MPa、压力辊温度为240℃、热风枪温度为340℃和底板温度为240℃的条件下,GF/PPS复合材料板材的层间剪切强度和弯曲强度达到最优值,分别为79.94 MPa和1097.37 MPa。