丙纶基纤维增强复合材料的成型工艺探讨

以玄武岩纤维、玻璃纤维为增强纤维,丙纶为基体纤维,利用包缠技术制得复合线,织造平纹组织预制件,采用直接热压成型工艺制备丙纶基纤维增强机织复合材料,并对复合材料的成型工艺进行了优化设计。研究结果表明：在合理且统一的热压工艺参数条件下,采用多层预制件复合,且在加工模具中添加与预制件厚度相适应的垫片,可以得到成型效果良好的丙纶基纤维增强机织复合材料,达到成型优化的目的,同时满足了复合材料在厚度上的要求。     

丙纶基纤维增强复合材料的成型工艺探讨

以玄武岩纤维、玻璃纤维为增强纤维,丙纶为基体纤维,利用包缠技术制得复合线,织造平纹组织预制件,采用直接热压成型工艺制备丙纶基纤维增强机织复合材料,并对复合材料的成型工艺进行了优化设计。研究结果表明:在合理且统一的热压工艺参数条件下,采用多层预制件复合,且在加工模具中添加与预制件厚度相适应的垫片,可以得到成型效果良好的丙纶基纤维增强机织复合材料,达到成型优化的目的,同时满足了复合材料在厚度上的要求。     

纺织结构复合材料铺层顺序设计与力学性能分析

为研究铺层顺序对纺织结构复合材料力学性能的影响,将玻璃纤维平纹织物与玻璃纤维双轴向缝编毡按照5种不同的铺层方案铺叠,并用真空辅助成型方式制备成复合材料。利用落锤冲击试验机与万能试验机对具有不同铺层顺序的5种复合材料进行抗冲击性与抗拉强度测试。结果表明:合理设计铺层顺序可以改善纺织结构复合材料的力学性能;其中将两种不同结构的增强织物进行交替排列,可以获得具有较高单位吸收能量和优良经纬向抗拉强度的复合材料。     

玄武岩/玻纤/丙纶复合材料的研制及其结构和性能

以玄武岩纤维、玻璃纤维为增强纤维,丙纶为基体纤维,通过线形设计、预制件结构设计、直接热压成型工艺研制出一种玄武岩/玻纤/丙纶结构复合材料。观察并分析其结构可知:成型过程中,基体丙纶熔融后浸入组织内部包覆增强纤维,增强纤维则保证织物组织在复合材料中完整无缺,尤其纬纱满足复合材料在厚度上的要求。对制得的复合材料进行拉伸性能测试,结果显示:三维正交组织结构与三维角联锁组织结构复合材料相比,前者的弹性模量和抗拉强度均小于后者,拉伸应变大于后者。     

玄武岩针刺毡复合材料工艺性能研究

为了研究玄武岩针刺毡对复合材料复合工艺及其力学性能的影响,利用正交试验法,以成型压力、成型温度及增强纤维百分含量为影响因素,制备复合材料,并对其性能进行测试分析。结果表明:复合材料中增强纤维百分含量对复合材料力学性能影响最大,特别是对复合材料拉伸性能的影响;成型压力相对较小时有利于复合材料力学性能的改善;成型温度过高不易于复合材料力学性能的提高,同时,非织造材料结构本身也对复合材料的复合工艺有较大影响。     

经纬向纤维体积比例对2.5D机织复合材料力学性能的影响

以T800碳纤维为原材料,制备5种不同经纬向纤维体积比例的2.5D机织结构预制件,并以其为增强材料制备了T800碳/环氧2.5D机织复合材料.通过进行拉伸、弯曲、压缩3种实验,分析比较经纬向纤维体积比例对力学性能的影响.实验结果表明:2.5D机织复合材料的经、纬向力学性能与该方向的纤维体积含量相关;当经纬向体积比例为1∶0.5时,复合材料表现出经、纬向均衡的力学性能;此外,还表明指数函数可以较好地拟合不同经纬向纤维体积比例的2.5D机织复合材料的力学性能.     

玻璃纤维增强环氧树脂单向复合材料力学性能分析

采用连续玻璃纤维与环氧树脂相复合,通过金属模压成型工艺,制备出单向玻璃纤维／环氧树脂复合材料。通过三点弯曲实验论证单向纤维对树脂基体的增强作用,从而研究不同纤维含量下复合材料的弹性模量、纵向拉伸强度、纵向压缩强度的变化趋势。结果表明：随着纤维含量的增加,复合材料的力学性能均增强,当纤维体积含量为50％时,其各项性能均较好,弹性模量为40GPa,纵向拉伸强度为1200MPa,纵向压缩模量为700MPa。此外,对复合材料的其他常用力学性能参数进行检测。     

碳纤维/聚酯纤维混杂环氧树脂复合材料制备 及其性能研究

为了探究织物组织结构、铺层角度对复合材料力学性能的影响,采用真空辅助树脂传递模塑工艺,设计并制备不同织物组织结构（平纹和2/2斜纹布）和不同的铺层角度（0°、45°、90°）共计6种碳纤维/聚酯增强层合板和1种碳纤维增强层合板,对所有样品进行弯曲和摆锤冲击实验。实验结果表明,聚酯纤维的加入有效改善了复合材料的韧性;相比斜纹、平纹组织具有更多的交织点,表现出优异的能量吸收能力;铺层角度的不同导致材料在不同方向上两种纤维含量的不同,造成在特定方向上刚韧性表现不同。研究结果表明聚酯纤维的加入可以在降低材料成本的同时改善碳纤维复合材料的综合力学性能。     

双轴向纬编结构玻纤聚丙烯层合板拉伸性能研究

采用以玻璃纤维纬平针为地组织、经纬向衬入玻纤/聚丙烯复合纱的双轴向纬编结构预型件,利用热压方法制备了5种不同铺层的复合材料层合板,即[0]4,[0/90]2,[-45/45]2,[0/-45/45/90]和[90]4,实验研究了层合板的拉伸性能,分析了拉伸方向衬纱的纤维体积含量对层合板轴向拉伸的初始模量和断裂强度的影响关系,并对材料的断裂形式进行了分析。实验表明,材料的轴向拉伸和非轴向拉伸的力学性能有较大差异,材料轴向拉伸的初始模量和断裂强度与纤维体积含量成正比,衬纱的引入提高了针织结构复合材料的力学性能。     

连续纤维增强超高分子质量聚乙烯路面板材料的制备及测试表征

为提高路面板材料的力学性能,以超高分子质量聚乙烯(UHMWPE)为基体树脂、连续玻璃纤维织物为增强体,通过设计挤出模头,釆用熔融浸渍工艺和层压工艺,制备连续玻璃纤维增强UHMWPE复合材料层压板.研究玻璃纤维体积分数(30%、40%、50%和55%)对UHMWPE复合材料拉伸、层间剪切、冲击等性能的影响规律,测试分析不同纤维体积含量条件下的UHMWPE复合材料热性能的变化规律.测试结果表明:当玻璃纤维体积分数分别为50%、40%时,UHMWPE复合材料拉伸强度和层间剪切强度分别达到最大值,分别为675.9 MPa和23.13 MPa,证明增加玻璃纤维的体积含量可有效提高UHMWPE复合材料冲击强度.当温度分别低于70℃和91℃时,UHMWPE复合材料的储能模量与损耗模量随着纤维体积含量的增加而增加.提高UHMWPE复合材料的纤维体积含量,可在一定程度上提高其玻璃化温度.     

混纤纱法制备连续玻璃纤维增强聚丙烯复合材料

采用混纤纱法制备连续玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，对混纤纱的制备工艺及纤维城乡差别聚丙烯复合材料的成型工艺进行了研究。通过试验，对玻璃纤维增强聚丙烯复合材料力学性能及孔隙率等进行了测试，并确定出了合理的工艺参数。     

混杂短纤维对Al2O3f＋Cf／ZL109性能的影响

用挤压铸造法制出不同体积分数的氧化铝和碳短纤维混杂增强ZL109复合材料（简记为Al2O3t Cf/ZL109）,探讨了混杂纤维对Al2O3f Cf/ZL109复合材料性能的影响,结果表明：复合材料拉伸强度在混杂纤维体积分数为8％时（氧化铝与碳纤维混合经为9：1）出现峰值;在混杂纤维体积分数不变是,复合材料 伸强度随碳纤维含量的增加而增大,复合材料的压缩强度随混杂纤维体积分数的增大而增加,热膨胀系数在各温度区间都随混杂纤维体积分数的增大而减小。     

亚麻增强聚丙烯复合材料薄板的制备及其弯曲性能测试

利用亚麻纤维作为增强体,与热塑性聚丙烯(PP)纤维进行混合,同时与PP长丝形成PP包覆亚麻的纱线结构,并利用机织工艺织成二维机织布作为复合材料的预制件,采用层合热压方法制备亚麻/聚丙烯复合材料板材.通过对板材弯曲性能测试,研究了不同制备工艺、不同纱线结构以及不同纤维质量分数等因素对复合材料弯曲性能的影响.结果表明,"三明治"铺层方法制备的板材较"混纤法"制备的板材体现出更优良的弯曲机械性能;与加捻纱相比,包覆纱结构热塑性复合材料表现出更优越的弯曲性能;以亚麻/聚丙烯包覆纱为增强体的复合材料,亚麻纤维质量分数为43.5%的板材性能最优良.     

玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料的低温性能研究

对S玻璃纤维和E玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料的常温和低温力学性能进行实验,结果表明：玻纤／环氧树脂单向复合材料力学性能随着纤维含量增加而增强,当纤维体积含量为50％时,复合材料具有较好的综合力学性能,且复合材料的强度随着温度的降低呈增加趋势。当温度降到76K时材料的强度达到最高值,S玻纤／环氧复合材料的拉伸强度最高值可达2．1GPa;E玻纤／环氧复合材料的最大拉伸强度也达到1．4GPa。其原因是由于低温下玻璃纤维的横向收缩比树脂基体小,界面摩擦力得到增强,从而获得高的界面粘接强度。     

三维整体织物结构的复合材料设计及弯曲性能探讨

复合材料的性能与其增强结构有关。探讨了正交结构的机织三维整体织物的设计和成型工艺。对两种正交组织的机织多层整体结构的复合材料弯曲性能试验结果表明，纤维含量高，纱线屈曲程度小，材料对疲劳载荷越不敏感。     

黄麻增强复合材料的阻燃处理及性能研究

以黄麻机织物增强环氧树脂和PU聚氨酯复合板材,选用两种阻燃剂分别对黄麻平纹布以及树脂进行阻燃处理,其中黄麻平纹布选用织物通用液体阻燃剂进行2h～4h浸泡式阻燃处理;粉末阻燃剂以20％、30％和35％的比例与环氧及聚氨酯两种树脂进行混合,采用两层黄麻织物进行铺层制备薄型复合材料板材.通过对复合材料板材进行阻燃性能、拉伸及弯曲性能的测试与分析,结果表明:随着加入阻燃剂的含量增加,试样的极限氧指数提高明显,阻燃效果显著,而拉伸、弯曲力学性能会逐渐减弱.综合比较,在增强织物阻燃整理时间为2h,树脂基体添加阻燃整理剂含量为20％时,复合板材阻燃及力学性能较优.     

三维管状复合材料的拉伸性能研究

以经角连锁为织物的基本组织结构,将1500D芳纶长丝织造一体成型的四层管状织物,同时使用环氧树脂、稀释剂、三乙烯四胺及丙酮作为增强相,采用真空辅助成型工艺(VARI)对其进行复合。在相同的层数的条件下,通过拉伸测试表明所制备的复合管状材料与平纹织物卷绕成管状的管状复合材料作对比,其力学性能明显提高。     

界面强度对纤维复合材料破坏及力学性能的影响

界面作为复合材料中的重要组成部分对其宏观力学性能及破坏模式有着不可忽视的影响. 本文采用自组装薄膜技术对玻璃纤维表面改性, 得到不同表面性质的玻璃纤维, 与环氧树脂基体复合得到不同界面强度的复合材料. 利用带偏光显微镜的拉伸仪, 研究在不同界面强度下玻璃纤维/环氧树脂基复合材料的破坏过程及力学性能. 结果表明, 复合材料在强界面情况下发生脆性破坏, 在弱界面情况下发生韧性破坏, 且增强纤维对复合材料性能的增强效果与界面强度有关.     

挤压铸造Al2O3/Al-4.5Cu复合材料的凝固组织和偏析的研究

采用挤压铸造法制备了Al2O3短纤维增强Al-4.5Cu复合材料，研究了凝固组织及其偏析现象，结果表明：用挤压铸造法制备的复合材料的组织致密，纤维分布均匀，基体组织细小，纤维与基体间存在明显的界面层，在凝固过程中，α－Al相在短纤维间隙中形核并向纤维表面生长，θ－CuAl2相以Al2O3短纤维为基底非匀质形核；随着预制件温度的升高，纤维表面Cu元素的浓度增大，纤维间隙中的Cu元素的浓度减小，即元素的偏析现象显著。     

单掺与混掺纤维增强自密实轻骨料混凝土力学性能试验研究

为了研究纤维对自密实轻骨料混凝土力学性能的影响,将不同种类(耐碱玻璃纤维、剑麻纤维和1∶1耐碱玻璃-剑麻混杂纤维)及掺量的纤维加入自密实轻骨料混凝土中,并测定其7 d、28 d抗压强度与劈裂抗拉强度.试验结果表明:随着纤维掺量的增加,3种纤维对自密实轻骨料混凝土抗压强度的作用效果无明显提高;劈裂抗拉强度呈先增大后减小的规律,且最大提升40.2%,混杂纤维、耐碱玻璃纤维、剑麻纤维最优掺量分别为1 kg/m~3、1 kg/m~3、2 kg/m~3;相同掺量下,耐碱玻璃纤维、剑麻纤维、混杂纤维试块的抗劈裂性能较对照组都有提高,掺耐碱-剑麻混杂纤维协同效果对自密实轻骨料混凝土劈裂抗拉性能指标提高作用最佳,其次是耐碱玻璃纤维,提高幅度最小为剑麻纤维.