SiO_2杂化环保型酚醛树脂的研究与制备

以正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体,成功制备了玻璃纤维增强型改性PF(酚醛树脂)基复合材料的基体树脂——环保型纳米SiO2/PF。研究结果表明:当w(TEOS)=10%时,PF/SiO2复合材料的综合性能相对最好,其拉伸强度(758 MPa)、弯曲强度(945 MPa)和冲击强度(261 kJ/m2)分别比未改性体系提高了144%、53%和30%;改性PF体系的最大失重速率温度比纯PF体系提高了40～50℃,其热分解第二阶段的活化能由134.41 kJ/mol升至240.72 kJ/mol;玻璃纤维增强型PF/SiO2复合材料的线烧蚀率和质量烧蚀率分别比纯PF体系降低了22.5%和8.4%。     

一种耐高温耐腐蚀增强塑料复合材料的研究

研制了一种耐高温耐腐蚀增强塑料复合材料(聚二苯醚衍生物与玻璃纤维布复合材料)。该材料压缩极限强度达45.04MPa、拉伸极限强度达104.90MPa、弯曲极限强度达10.55MPa)。同时,还具有优异的耐高温性(耐温250℃)和耐腐蚀性(耐酸性、耐碱性)。     

玻璃纤维布/苎麻纤维布混杂增强不饱和聚酯树脂的研究

采用玻璃纤维布与苎麻纤维布混杂增强不饱和聚酯(UP)树脂制备复合材料,研究玻纤布与苎麻布的相对比例及偶联剂处理对复合材料力学性能的影响,研究了不同复合材料的吸水性并与玻璃纤维复合材料和苎麻纤维复合材料二者进行了比较。结果表明,混杂纤维增强复合材料的拉伸强度、拉伸模量随混杂纤维中苎麻布含量的增加而下降,弯曲强度及弯曲模量在混杂纤维中苎麻布与玻纤布的比例为10∶20和15∶15时分别达到最大值188.09 MPa和1.56 GPa;所有偶联剂处理均可明显改善复合材料的拉伸模量及弯曲模量,硅烷类偶联剂的效果更佳,NDZ401可使复合材料的拉伸强度得到最大幅度(37.66%)的提高,而KH570及NDZ401对改善弯曲强度效果最佳;复合材料吸水后,厚度变化率大于宽度变化率,温度升高,复合材料吸水后尺寸变化率及吸水率均增大,混杂纤维复合材料的吸水率与玻纤布复合材料的吸水率相近,远低于苎麻布复合材料的吸水率。     

RTM制备玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的力学性能分析

以环氧树脂为基体,短切玻璃纤维和玻璃纤维布为增强材料,通过RTM工艺制备了玻璃纤维增强环氧树脂(GF/EP)复合材料,并研究了RTM工艺制备玻璃纤维布增强环氧树脂(L-GF/EP)和短切玻璃纤维增强环氧树脂(S-GF/EP)复合材料的拉伸和弯曲性能,分析了开孔对两种复合材料拉伸性能的影响。结果表明:在拉伸过程中,开孔试样因孔边产生的应力集中,导致其拉伸强度与无孔试样相比下降了30%左右;玻纤铺层类型的不同对复合材料的力学性能具有显著影响;L-GF/EP复合材料内部结构完整,在载荷作用下,复合材料的弯曲断裂呈现一定的假塑性断裂模式,达到弯曲极限挠度值后,出现一定程度的回弹现象,其力学性能优于S-GF/EP复合材料。     

不同增强结构炭/炭复合材料力学及抗烧蚀性能

分别采用轴棒法编织、轴向穿刺以及无纬布/网胎针刺3种结构预制体,经致密化处理得到高密度C/C复合材料,研究了材料力学性能、抗烧蚀性能,并评价了3种增强结构材料的整体性能。结果表明,C/C材料轴向拉伸强度与预制体轴向纤维含量、纤维连续状态有关。轴向穿刺、轴棒法C/C材料轴向拉伸强度明显高于无纬布/网胎针刺C/C材料,但无纬布/网胎针刺C/C材料的径向压缩强度最高。经300 s氧-乙炔烧蚀后无纬布叠层针刺C/C材料的线烧蚀率和质量烧蚀率最低,抗烧蚀最好,烧蚀过程主要受热化学烧蚀和机械剥蚀共同作用。     

某火箭发动机喷管扩散段烧蚀材料选材

为解决某总体单位提出的某战术导弹火箭发动机喷管扩散段结构及热环境工况要求，进行了扩散段用烧蚀材料试验对比筛选。对短切碳纤维增强酚醛树脂复合材料预浸料和高硅氧玻璃纤维增强酚醛树脂复合材料预浸料进行研究，分析不同材料的拉伸强度、压缩强度、弯曲强度和线烧蚀率，制备产品样件进行水压爆破试验，分析不同纤维长度以及不同纤维种类对产品抗压强度的影响，并通过发动机地面静试研究扩散段烧蚀材料适用情况。结果表明，虽然酚醛树脂/短切碳纤维复合材料的力学性能及耐烧蚀性能均优于酚醛树脂/长丝高硅氧玻璃纤维复合材料，但在发动机温度低于2 000℃、固体粒子含量较多且燃气流速度较大的部位，酚醛树脂/短切碳纤维复合材料的耐冲刷性能较差，无法满足使用要求，酚醛树脂/长丝高硅氧玻璃纤维复合材料耐烧蚀及抗冲刷性能更优异，可满足使用要求。进一步探讨了在特定热、力环境下不同纤维增强体烧蚀材料的热防护机理机制，通过发动机试验进行了选材方案验证，为特定热环境烧蚀材料选用提供了理论及应用依据。     

玻璃纤维/聚氯乙烯复合材料的制备与性能研究

采用注塑成型法制备了玻璃纤维/PVC(聚氯乙烯)复合材料。研究了制备过程中成型压力、成型温度及模具温度等对该复合材料拉伸强度、剪切强度和弯曲强度的影响。研究结果表明:当成型射压为130 MPa、保压为100 MPa、背压为0.5 MPa、成型温度为420℃、模具温度为100℃和w(玻璃纤维)=15%(相对于复合材料质量而言)时,复合材料的综合性能相对最好,其拉伸强度(77.4 MPa)和剪切强度(57.4 MPa)相对最大,并且制品表面光滑且颜色正常,而且弯曲强度比纯PVC提高了68.4%。     

酚醛树脂/蒙脱土纳米复合材料的制备及其性能研究

利用原位聚合法制备了酚醛树脂/蒙脱土（PF/MMT）纳米复合材料,通过对其力学性能和电学性能的研究发现,当MMT含量为5 %（质量分数,下同）时,复合材料的综合性能最好,拉伸强度是未改性PF的2.33倍,体积电阻率提高了4个数量级,热失重速率最大时所对应的温度提高了15.24 ℃,线烧蚀率为未改性PF的80 %。并通过扫描电子显微镜对复合材料烧蚀面的观察,建立了耐烧蚀复合材料的烧蚀模型。     

GF增强PPS复合材料的制备及性能

采用熔融共混工艺和熔融浸渍分别制备了短玻璃纤维增强聚苯硫醚复合材料（PPS/SGF）和长玻璃纤维增强聚苯硫醚（PPS/LGF）复合材料,并对复合材料的力学性能和耐热性能进行了对比分析。研究结果表明,在玻璃纤维质量分数为30%时,PPS/SGF和PPS/LGF复合材料的拉伸强度分别为110 MPa和122 MPa;弯曲强度分别为175 MPa和208 MPa;弯曲弹性模量分别为8 GPa和9 GPa;缺口冲击强度和无缺口冲击强度分别为7.7,11.9 kJ/m²和31,37 kJ/m²。PPS/LGF复合材料的拉伸强度、弯曲强度、弯曲弹性模量、缺口冲击强度和无缺口冲击强度相较于PPS/SGF复合材料分别提高了11.0%,18.9%,11.3%,54.5%和19.4%。PPS/SGF和PPS/LGF复合材料的热变形温度分别达到250℃和275℃,PPS/LGF复合材料的热变形温度高于PPS/SGF复合材料热变形温度10%。     

长玻璃纤维增强尼龙6复合材料力学性能的研究

研究以聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)和聚烯烃弹性体接枝马来酸酐(POE-g-MAH)为界面相容剂的长玻璃纤维增强尼龙6(LGF/PA 6)复合材料的力学性能,并与短玻璃纤维增强尼龙6(SGF/PA 6)复合材料的力学性能进行对比。结果表明:LGF/PA 6复合材料的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量均随着玻璃纤维含量的增加呈直线上升趋势,玻璃纤维质量分数达到40%时,增强效果十分显著;在添加相同含量的玻璃纤维时,LGF/PA 6复合材料的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量低于SGF/PA 6复合材料;2种复合材料的冲击强度均随着玻璃纤维含量的增加呈非线性增加,当添加相同含量的玻璃纤维时,LGF/PA 6复合材料的冲击强度高于SGF/PA 6复合材料;两种界面相容剂均改善了玻璃纤维与PA 6的界面性能,显著提高了复合材料的冲击强度,其中添加PP-g-MAH的LGF/PA 6复合材料的冲击强度的提高高于添加POE-g-MAH的,但拉伸强度和弯曲强度均有不同程度降低,其中添加POE-g-MAH的LGF/PA 6复合材料的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量下降得较为明显。     

新型酚醛树脂基耐烧蚀复合材料的性能研究

本文采用GPC和TG对高残碳酚醛树脂（HCYPR）和硼酚醛树脂（BPR）的分子量及其分布、热失重特性进行了表征和对比。同时对比了S-2GFC／HCYPR和S-2GFC／BPR的力学性能和烧蚀性能。研究结果发现：与HCYPR相比,BPR的分子量更小,分布宽度更窄,与增强体的浸润性更好;BPR的800℃残碳率高于HCYPR;S-2GFC／HCYPR的质量烧蚀率要大于S-2GFC／BPR,但线烧蚀率小于后者。S-2GFC／BPR比S-2GFC／HCYPR强度的提高百分数从59．4％到73．9％不等,其中压缩强度提高了73．9％;模量的提高百分数从27．5％到31．9％不等,其中弯曲模量提高了31．9％。     

高性能聚氯乙烯复合材料的研究

以聚氯乙烯(PVC)为基体、热塑性聚氨酯弹性体(PUR–T)为增韧剂、连续玻璃纤维(GF)为增强剂,通过熔体浸渍挤出工艺制备高性能PVC复合材料,并对其力学性能、耐热性能和动态力学性能进行研究。结果表明,随着PUR–T或连续GF含量增加,复合材料的力学性能和耐热性能均得到提高,当PUR–T/PVC质量比为2/8,连续GF质量分数为30%时,复合材料的拉伸强度、缺口冲击强度、弯曲强度、弯曲弹性模量、维卡软化温度分别为83.42 MPa,19.81 k J/m2,106.33 MPa,8 823.36 MPa和74.1℃;随着连续GF含量增加,复合材料的储能模量和玻璃化转变温度提高,损耗因子降低;扫描电子显微镜测试结果表明连续GF在PVC中保持了较长的长度,分散性良好。     

Comparative Studies on the Mechanical,Degradation and Interfacial Properties between Jute and E-Glass Fiber-Reinforced PET Composites

Jute fiber mat (hessian cloth) reinforced PET-based composites (50% fiber by weight) and E-glass fiber matreinforced PET based composites (50% fiber by weight) were fabricated by compression molding and the mechanical properties tensile strength (TS), tensile modulus (TM), elongation at break (%), bending strength (BS), bending modulus (BM), impact strength (IS) and hardness (Shore-A) of the composites were evaluated and compared. The interfacial properties of the both composites were also compared. Water uptake test and soil degradation test were also investigated.     

短切碳纤维及碳纤维布增强硅橡胶复合材料的制备及力学性能

将短切碳纤维(CF)、白炭黑和甲基乙烯基硅橡胶(VMQ)共混后,与碳纤维布(CFC)复合制备VMQ复合材料.考察了CFC层数对复合材料的拉伸性能、邵尔A硬度、耐磨性能及动态力学性能的影响.结果表明,随着CFC层数的增加,复合材料的扯断伸长率基本不变,拉伸强度逐渐升高.与仅添加10份(质量,下同)CF的复合材料相比,加入...     

Environmental durability of banana‐fiber‐reinforced phenol formaldehyde composites

We explored the environmental aging behavior of banana‐fiber‐reinforced phenol formaldehyde (PF) composites. The composites were subjected to water aging, thermal aging, soil burial, and outdoor weathering. The effects of chemical modification and hybridization with glass fibers on the degradability of the composites in different environments were analyzed. The extent of degradation was measured by changes in the weight and tensile properties after aging. Absorbed water increased the weight of water‐aged composites, and chemical treatments and hybridization decreased water absorption. The tensile strength and modulus of the banana/PF composites were increased by water aging, whereas the strength and modulus of the glass/PF composites were decreased by water aging. As the glass‐fiber loading was increased in the hybrid composites, the increase in strength by water aging was reduced, and at higher glass‐fiber loadings, a decrease in strength was observed. The tensile properties of the composites were increased by oven aging. The percentage weight loss was higher for soil‐aged samples than for samples weathered outdoors. The weight loss and tensile strength of the glass/PF composites and banana/glass/hybrid/PF composites were much lower than those of the banana/PF composites. Silane treatment, NaOH treatment, and acetylation improved the resistance of the banana/PF composites on outdoor exposure and soil burial. © 2006 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 100: 2521–2531, 2006     

阻燃型玻纤增强PA10T复合材料的热氧老化性能

采用溴化环氧树脂对聚对苯二甲酰葵二胺(PA10T)进行改性,并通过熔融共混法制备阻燃型玻璃纤维(GF)增强PA10T复合材料,采用人工加速热氧老化手段,研究了热氧老化对其力学性能的影响,并用扫描电子显微镜(SEM)对复合材料的冲击断面形貌进行观察。结果表明,随热氧老化时间增加,复合材料的拉伸强度、弯曲强度和缺口冲击强度均下降明显,分子链松弛过程减弱;老化10 d后,复合材料的弯曲弹性模量仅略有下降而储能模量达到最大值,表明在热氧老化初期PA10T分子链之间发生了微交联,但随老化时间继续增加,两者均下降明显。SEM结果表明GF与树脂基体之间界面粘接作用的强弱是影响材料热氧老化性能变化的主要因素。     

The mechanical properties of C/C-ZrC-SiC composites after laser ablation

Considering practical environment, the bending property of C/C-ZrC-SiC, C/C-SiC and C/C composites after ablation was worthily studied. Results revealed that C/C-ZrC-SiC composites had a better laser ablation resistance and higher bending strength retention compared with C/C-SiC and C/C composites. The mass loss rate and ablated depth of C/C-ZrC-SiC composites was − 0.09% and 190.377 μm, respectively. The retention of bending strength of C/C-ZrC-SiC composites was 217.67 ± 44.12 MPa, whose strength decreased by 3.57% compared with that of as-prepared C/C-ZrC-SiC composites. The excellent anti-ablation property and residual bending strength of C/C-ZrC-SiC composites were attributed to the lowest ablative temperature and the effective protection of the ZrO₂ grain and ZrO₂-SiO₂ layer, which were formed by oxidation of ZrC-SiC, evaporation of SiO₂, migration of liquid ZrO₂-SiO₂ and the infiltrated as well as grown ZrO₂. However, the fracture behavior transformation of composites from pseudo-plastic rupture to brittle rupture was induced by the ablation damage.     

浸水时间对不同复合材料吸水率及其力学性能的影响

 以不饱和聚酯树脂（UPR）为基体,玻纤布、苎麻布及碱式硫酸镁晶须为增强材料。采用模压工艺制备复合 材料。研究了不同复合材料在30℃及50℃水中浸泡时间对其吸水率及其力学性能的影响。结果表明,所有复合材料 的吸水率均随着浸泡时间的延长而逐渐增加,且在起初的0~8h时快速吸水,之后趋缓或不变|50℃时的吸水率总是 高于30℃时的吸水率|玻纤布对UPR的增强效果明显优于苎麻布|与晶须混杂后将降低玻纤布或苎麻布增强聚合物复 合材料的拉伸强度和冲击强度,但却将增加弯曲强度和拉伸模量|随着浸泡时间的延长,玻纤布增强或玻纤布与晶 须混杂增强复合材料的拉伸强度在30℃和50℃时均将下降|苎麻布增强复合材料的冲击强度分别在30℃和50℃水温 浸泡16h时达到最大值,分别为49.1kJ/m2 和48.8kJ/m2,比浸水前的冲击强度分别提高98.78% 和97.57%,而苎麻布 与晶须混杂增强复合材料在两个试验温度下的冲击强度均随着浸泡时间的延长而单调增加。     

纤维束丝数对平纹编织C/SiC复合材料力学性能的影响

通过对2种丝束平纹编织碳纤维布增强SiC（C/SiC）复合材料的力学性能实验,研究了纤维束丝数（1 k和3 k）对复合材料性能的影响.实验结果表明：1 k C/SiC复合材料的拉伸模量、拉伸强度、压缩模量、压缩强度、面内剪切强度和弯曲强度分别为90.8 GPa,281.8 MPa,135.8 GPa,452.2 MPa,464.3 MPa和126.8 MPa,分别比3 k C/SiC高39%,15.8%,25%,132%,29.3%和30.2%.纤维束粗细不同是导致纤维束弯曲度和复合材料孔隙率差异的主要原因,对压缩强度的影响最大,对拉伸强度的影响最小.