阻燃黄麻纤维/聚酯纤维复合材料的紫外老化性能

利用聚酯纤维的皮芯结构实现黏接制备了黄麻纤维/聚酯纤维复合材料,通过磷系复配阻燃剂对黄麻纤维/聚酯纤维进行阻燃处理,应用紫外光辐照对复合材料进行加速老化,表征了复合材料老化过程中的力学性能及微观形貌。结果发现,复合材料的拉伸强度和拉伸模量在紫外光照射的前10 d逐渐上升,之后逐渐下降;阻燃黄麻纤维/聚酯纤维复合无纺布的拉伸强度和拉伸模量比未阻燃处理的复合无纺布的更高,但紫外照射10 d后,阻燃复合无纺布的力学性能下降速度比未阻燃的复合无纺布更快。微观形貌结果显示,老化过程中,黄麻纤维结构逐渐变得疏松、产生了横向裂纹;聚酯纤维出现大量横向裂纹。阻燃处理加速了黄麻纤维/聚酯纤维复合材料的老化。     

黄麻纤维/聚酯纤维复合材料的阻燃改性

应用两种水性磷系阻燃剂——磷酸铵类阻燃剂(DAG-50)和磷酸酯类阻燃剂(DAG-80)及其复配阻燃剂对天然黄麻纤维进行阻燃改性,并与皮芯结构聚酯纤维制备成黄麻纤维/聚酯纤维复合材料,通过燃烧测试、SEM、红外、热失重、热失重-红外联用等技术分析了此两种阻燃剂及复配阻燃剂对黄麻纤维及其黄麻纤维/聚酯纤维复合材料的阻燃效果及阻燃机制,并筛选出适合黄麻纤维/聚酯纤维复合材料产业化的阻燃改性配方。结果表明,阻燃剂DAG-50阻燃改性效果良好,但容易析出于黄麻纤维表面。阻燃剂DAG-80能较为均匀地包覆在黄麻纤维表面,阻燃改性效果好,但其价格较高。DAG-50与DAG-80形成的复配阻燃剂,阻燃效果好,既避免了单独使用DAG-50时阻燃剂易析出问题,且复配阻燃剂接近中性,避免设备腐蚀。综合考虑成本与阻燃性能,使用DAG-50与DAG-80复配阻燃剂比例为2∶1且浓度为55wt%时,可达到黄麻纤维/聚酯纤维复合材料B1级阻燃。     

橡胶改性对硼纤维/环氧单向复合材料力学性能的影响

对环氧树脂进行液体丁腈橡胶改性, 并采用缠绕无纬布层压成型工艺制备了硼纤维/环氧单向复合材料。测试了环氧树脂液体丁腈橡胶改性前后硼纤维/环氧单向复合材料的力学性能, 研究了硼纤维/环氧单向复合材料的纵向拉伸破坏模式。结果表明, 基体中的10%液体丁腈橡胶使硼纤维/环氧单向复合材料的拉伸强度、 弯曲强度、 层间剪切强度和断裂延伸率分别提高了18.42%、 13.39%、 28.45%和43.40%, 但其拉伸和弯曲模量稍有下降。基体中含10%液体丁腈橡胶的硼纤维/环氧单向复合材料的纵向拉伸破坏模式为界面层的内聚破坏和脱黏破坏共存的混合破坏。      

铝合金板厚度对硼纤维/环氧复合材料单面修复效果的影响

采用单向硼纤维/环氧复合材料补片真空袋压工艺单面修复不同厚度含中心裂纹铝合金板,测试了修复试件的热学及准静态力学性能,并采用三维有限元模型分析了修复试件的残余热应变和应力强度因子。结果表明：修复试件的弯曲挠度随铝合金板厚度增大而减小;修复试件铝合金板下表面裂纹尖端附近的残余热应变随铝合金板厚度增大而增大,补片上表面的残余热应变则随铝合金板厚度增大而减小,这与有限元分析结果吻合较好。含中心裂纹铝合金板的应力强度因子随铝合金板厚度增大而减小,而单面修复试件的应力强度因子随铝合金板厚度增大而增大。采用相同长度和宽度的单向硼纤维/环氧复合材料补片单面修复后,铝合金板厚度为1. 76 mm修复试件的承载能力保留率为 93. 85 %,而厚度为 10. 20 mm修复试件的只有 84. 01 %;修复试件的刚度得到了完全恢复,等效刚度均大于完好试件的刚度。     

阻燃级黄麻短纤维/聚乳酸复合材料的制备及性能研究

采用具有良好降解性的黄麻短纤维作为增强材料,生物可降解材料聚乳酸作为基体,制备了可降解的黄麻/聚乳酸复合材料。对复合材料的力学性能,耐热性能以及阻燃性能等进行了测试,结果表明,相对与纯聚乳酸,黄麻纤维的加入使复合材料的力学性能和耐热性能有明显提高,阻燃体系的加入使复合材料具有良好的阻燃性能,可达到UL94V0级,但阻燃剂的加入一定程度上降低了复合材料的力学性能及热变形温度。     

PLA/木质纤维复合材料的制备及性能

目的研究PLA/木质纤维复合材料的制备工艺过程,分析PLA纤维含量对复合材料力学性能的影响,确定最优配比,以获得一种可应用于包装中的新型环保复合材料。方法将不同质量配比的PLA纤维及木质纤维按照造纸的工艺进行抄造,获得湿纸胚后再进行热压处理,获得需要的复合材料。对PLA纤维在复合材料中的分散性以及复合材料的力学性能进行表征与测试。结果分散性试验表明,PLA纤维能够与木质纤维均匀混合;当PLA纤维的质量分数为10%时,复合材料的性能较好。力学测试表明,复合材料的拉伸强度最大可达到42.79 MPa,耐折次数可达到1015次。结论 PLA/木质纤维复合材料可采用造纸的方法进行制备,且力学性能较好,能在包装领域内有较为广泛的应用,同时也为可降解纤维的研究应用提供了一种新思路。     

快速固化环氧树脂及其碳纤维/环氧复合材料性能

采用双酚A型环氧树脂（DGEBA）、改性咪唑（MIM）及改性脂肪胺（MAA）研制快速固化树脂体系。分别利用DSC和流变仪测试了树脂体系的固化特性与流变行为,优选了树脂配方。采用真空辅助树脂灌注工艺（VARIM）制备了快速成型的碳纤维/环氧复合材料层板,考察了层板的成型质量和力学性能,并与常规固化的层板性能进行了对比。结果表明：采用优选的树脂配方,120 ℃下树脂在5 min内固化度达95%,碳纤维/环氧复合材料层板成型固化时间可控制在13 min以内,固化度达95%以上,并且没有明显缺陷;与常规固化相比（固化时间大于2 h）,快速固化碳纤维/环氧复合材料层板的弯曲性能和耐热性能降低幅度较小。     

三向编织玻璃/环氧复合材料刚度性能

通过实验研究了三向编织玻璃/环氧复合材料的刚度性能 , 并考虑编织角和试件宽度参数的影响 , 探讨了拉伸和压缩刚度性能的差异。实验结果表明 : 在同一纤维体积分数条件下 , 随着编织角的增大 , 试件的纵向弹性模量有所减小 , 泊松比 (在编织角约大于 35° 时) 也有所减小 ; 宽度为两倍和三倍单胞宽度的试件的刚度性能基本相同; 试件的纵向弹性模量和泊松比远大于横向弹性模量和泊松比; 拉伸和压缩时试件的弹性模量和泊松比基本接近 ; 在横向拉伸和压缩时试件的应力2应变曲线具有明显的非线性特征。实验结果为编织复合材料结构设计提供了数据参考。      

Al2O3涂层碳纤维/环氧基复合材料的性能研究

采用溶胶-凝胶法在碳纤维的表面涂覆了一层Al2O3涂层,透射电镜分析表明涂层中粒子的大小约为10nm,接触角分析表明涂层后碳纤维的表面张力有大幅提高.通过比较涂层前后碳纤维/环氧复合材料的力学性能发现,Al2O3涂层后复合材料的层间剪切强度,拉伸强度和弯曲强度分别提高了17.7%,4.8%和3.1%.扫描电镜分析表明,Al2O3涂层后的碳纤维与环氧树脂基体的结合更加紧密.且在碳纤维表面形成的Al2O3涂层在350℃～700℃能有效地减缓碳纤维环氧基复合材料的氧化失重速率.     

SiO2/环氧树脂基纳米复合材料的室温和低温力学性能

利用溶胶-凝胶法制备了SiO₂/环氧树脂基复合材料,研究了材料的室温与低温(77 K)下的力学性能。结果表明,适量SiO₂的引入提高了室温与低温下材料的拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度,即SiO₂含量在2%时可同时起到增强、增韧作用。采用扫描电镜(SEM)和透射电镜 (TEM)分别对复合材料的断口形貌和高温焚烧后残留物纳米颗粒进行了观察。还利用动态力学分析(DMA)研究了二氧化硅的引入对复合材料的影响。      

纳米碳管/环氧树脂复合材料的制备及力学性能

报道了利用催化裂解法制备的纳米碳管合成环氧树脂复合材料的技术及工艺条件。利用透射电子显微镜(TEM)对制备的复合材料进行观察表征;通过拉伸及压缩实验对纳米碳管/环氧树脂复合材料的力学性能进行了测试。实验结果表明:纳米碳管的加入可以明显地改变环氧树脂基体材料的力学性能。      

无收缩共聚环氧树脂的力学性能

对纯环氧树脂及其与膨胀性单体 NSOC 共聚得的收缩、或等密度、或膨胀的共聚环氧树脂试样作了应力-应变实验和动态力学试验。由于 NSOC 的引入,树脂的强度和玻璃化温度均下降,表明分子链结构对性能的影响超过聚合时体积膨胀引起的效应。     

PP/PMMA接枝剑麻纤维复合材料的结构和性能

用注塑成型方法制备了PP／PMMA接枝剑麻纤维（SF）复合材料，研究了它的热性能、晶态结构、微观结构和力学性能。结果表明PMMA表面接枝的SF增强了PP与SF之间的作用力，改善了PP／SF的热稳定性，降低了PP相的熔点，同时SF的加入诱导了β－晶型PP的生成，提高了PP相的结晶度，降低了无定型PP的玻璃化转变温度。PMMA接枝的SF提高了PP的模量，对PP有明显的增韧效果。     

正交玻璃布/环氧复合材料蠕变损伤实验研究

本文在实验基础上,研究了正交玻璃布/环氧复合材料的蠕变损伤行为。考虑到材料剪切屈服效应,对Kachanov-Rabotnov理论引入了附加项,得到了材料的损伤演化方程和蠕变表达式。实验结果表明:沿纤维方向材料的蠕变量很小,可略而不计。沿其它方向加载时,由于基体参予承载,蠕变十分明显。当剪切应力在其强度极限的45%～60%范围内时,实验数据较为稳定,和本文理论曲线吻合。     

改良的扭摆法在橡胶增韧环氧树脂的动态力学性能测定中的应用

对扭摆法进行改进后,测试了聚丙烯酸丁酯橡胶增韧环氧树脂固化的动态力学行为。研究了橡胶加入量和官能度对动态力学性能的影响,并对影响橡胶玻璃化转变温度移动的因素进行了讨论。     

T-ZnO晶须增强环氧树脂复合材料的力学行为

研究了以四脚状氧化锌（T-ZnO）晶须为增强剂，环氧树脂复合材料的力学行为。结果表明，由具有三维空间结构的T-ZnO晶须为增强剂所制备的环氧树脂复合材料具有各向同性的力学性能，T-ZnO晶须填加质量分数为6%时，就可使材料的力学性能改善；拉伸强度提高到169%，拉伸功几乎提高了100%，冲击强度提高到300%，抗弯的断裂功提高到158%，而压缩强度略有下降。     

界面改性对钛酸铅／环氧树脂压电复合材料性能的影响

采用ＫＨ－５５０对钛酸铅粉末进行表面处理。通过对ＰＴ／环氧树脂和处理ＰＴ／环氧树旨两种压电复合材料的压电应变常数,耐热性和耐冲击强度的测定和对比,研究了界面改性对压电复合材料的压电性能的影响。结果表明：通过界面改性,可以明显提高复合材料的耐热性和耐击穿强度,耐对饱和极化时的压电应变常数无影响。     

磁场对环氧树脂及其复合材料性能的影响

环氧树脂具有较大的磁化率各向异性, 在磁场作用下, 其分子可发生取向, 并通过固化反应固定下来。本文介绍了环氧树脂在磁场作用下的取向原理, 综合分析了磁场对环氧树脂结构及性能的影响。     

Al2O3/TiB2/SiCw三元复合材料的力学性能及显微结构

以Al₂O₃为基体,SiC晶须和TiB₂颗粒两种增韧剂,采用热压烧结工艺制备了Al₂O₃/TiB₂/SiC_w三元复合陶瓷材料。研究了热压工艺参数对材料致密度的影响和晶须含量对该复合材料的力学性能和显微结构的影响。结果表明;随晶须含量的增加,该复合材料的热压温度和保温时间需要相应的增加;晶须拔出、裂纹偏转和晶须的桥接为该复合材料的主要增韧机理;随晶须含量的增加,该材料的室温断裂韧性增加;该材料的断裂韧性随温度的升高而呈增大趋势,并且晶须含量越高,材料的高温断裂韧性增幅越大。