稀土氧化物/MC尼龙纳米复合材料的制备及性能研究

用原位分散聚合法制备了一系列稀土氧化物(La2O3、Sm2O3、Nd2O3、Gd2O3、Dy2O3)/MC尼龙纳米复合材料,用SEM观察了稀土氧化物纳米粒子在MC尼龙基体中的分散情况,用XRD研究了复合材料的晶体结构,并对复合材料的力学性能进行了表征.研究结果表明:用原位分散聚合法制备稀土氧化物/MC尼龙纳米复合材料是可行的,稀土氧化物纳米粒子均匀分散在MC尼龙基体中,团聚情况很少;稀土纳米氧化物没有改变MC尼龙的结晶形态,但使其晶格尺寸发生了一定程度的改变;稀土纳米氧化物可显著改善MC尼龙的力学性能,对MC尼龙同时具有增强和增韧的双重效果.     

MC尼龙6/ZnO纳米复合材料的一步合成与性能

采用一步原位聚合合成了MC尼龙6/ZnO纳米复合材料。对合成工艺条件和MC尼龙6/ZnO纳米复合材料的性能进行了研究。研究表明,当超声温度为80℃,超声时间为20min,偶联剂加入量为1%时,合成的MC尼龙6/ZnO纳米复合材料力学性能最优。纳米ZnO在基体中达到了纳米级的分散,起到同时增强增韧的作用;MC尼龙6/纳米ZnO复合材料表面电阻系数比MC尼龙6降了105倍;摩擦系数降低了0.15;起始降解温度提高了9℃,最大失重速率温度提高了21℃。说明一步合成MC尼龙6/纳米ZnO复合材料的抗静电性能、摩擦磨损性能和热稳定性都明显优于MC尼龙6。     

MC尼龙6/Kevlar纤维复合材料的动态流变性能

利用应力熔体流变仪研究了MC尼龙6及MC尼龙6/Kevlar纤维(KF)复合材料的动态流变性能。结果表明,随着剪切频率ω的增加,MC尼龙6及其复合材料熔体的动态黏度η′均减小,储能模量G′和损耗模量G″均增大;随着纤维用量的增加,MC尼龙6的熔体黏度呈增加的趋势;低频率时,纯MC尼龙6熔体以粘性流动为主,高频率时,熔体以弹性流动为主;加入纤维后,复合材料的熔体以粘性流动为主,且不同纤维含量的复合材料有着相似的G′~ω和G″~ω。这些结论也可由lgG′~lgG″关系图得到。     

碳纤维增强聚酰胺（PA/CF）复合材料的研究进展

通过对各种碳纤维增强尼龙复合材料的进展和存在问题的分析,综述了国内外碳纤维及碳纤维增强尼龙复合材料的发展概况、结构、性能及先进的工艺方法。针对近年来该材料的研究热点,对其界面性能、增强及增韧进行重点阐述,同时介绍了碳纤维增强尼龙复合材料未来的研究及发展趋势。     

Gd_2O_3/MC尼龙纳米复合材料的制备及性能研究

用原位分散聚合法制备了一系列Gd2O3/ME尼龙纳米复合材料,用SEM观察了Gd2O3纳米粒子在MC尼龙基体中的分散情况,用XRD研究了复合材料的晶体结构,并对复合材料的力学性能进行了表征.研究结果表明:(1)用原位分散聚合法制备Gd2O3//ME尼龙纳米复合材料是可行的,Gd2O3纳米粒子均匀分散在MC尼龙基体中,团聚情况较少;(2)GD2O3纳米粒子没有改变MC尼龙的结晶形态,但使其晶格尺寸发生了一定程度的改变;(3)纳米Gd2O3的加入可明显改善MC尼龙的力学性能,对MC尼龙同时具有增强和增韧双重效果.随着纳米Gd2O3用量的增加,复合材料的拉伸强度、断裂伸长率、缺口冲击强度、弯曲强度和弯曲模量都呈先升后降的趋势.当纳米Gd2O3用量为0.5%时,复合材料的综合性能最好,其拉伸强度、断裂伸长率、缺口冲击强度、弯曲强度和弯曲模量分别比MC尼龙基体提高19.6%、47.2%、19.7%、9.3%%和11.7%.     

阴离子原位聚合碳纤维增强尼龙6界面的研究

碳纤维表面可接枝上高聚物活性官能团,以调节复合材料中纤维与树脂之间的界面效应,从而改善复合材料的性能,通过控制接枝高聚物的结构可以很好的设计具有预定性能的界面层。热处理对纤维的强度不会造成影响,其表面官能团含量在1h附近达到最大值。未经异氰酸酯接枝处理的碳纤维表面没有聚合接枝尼龙大分子,热处理后再经过异氰酸酯处理,能明显看到尼龙分子接枝到纤维表面。当聚合单体中不添加活化剂,纤维表面的树脂接枝率可达到18.8%;单体中添加0.003的活化剂(占单体摩尔比),碳纤维表面的尼龙6接枝率只有7.65%,这是单体基体与纤维界面反应竞争的结果。碳纤维表面对原位聚合生成的尼龙以及改性尼龙结晶有很大影响,碳纤维未接枝处理时表面形成的横晶比较少;碳纤维接枝处理后可以看见纤维附近存在大量晶体结构,结晶体密度高,有利于材料性能改良。     

MC尼龙/Dy_2O_3纳米复合材料的制备及性能研究

用原位分散聚合法制备了MC尼龙/Dy2O3纳米复合材料,采用SEM、XRD、力学性能测试等对复合材料进行了分析。研究表明,加入少量纳米Dy2O3可明显改善MC尼龙的力学性能和耐磨性,起到同时增强、增韧和耐磨的作用,当纳米Dy2O3的用量为0.5%时,复合材料的拉伸强度和断裂伸长率达到最大值,分别比MC基体提高15.9%和49.3%,当纳米Dy2O3的用量为1.0%时,复合材料的缺口冲击强度达到最大值,比MC尼龙提高26.8%,磨耗体积达到最小值,比MC尼龙降低84.6%。     

碳纤维增强尼龙1010的力学性能及其对摩擦磨损的影响

用碳纤维填充尼龙1010制备了碳纤维增强尼龙复合材料,并对碳纤维增强尼龙复合材料的力学性能和摩擦学性能进行了实验研究。力学实验结果表明:碳纤维增强使尼龙复合材料的拉伸强度、表面硬度增大,碳纤维增强尼龙材料的拉伸强度在20%碳纤维含量时达到最大值;碳纤维表面处理对尼龙复合材料的拉伸强度有很大影响,碳纤维表面氧化处理提高了碳纤维增强尼龙复合材料的拉伸强度。摩擦磨损实验表明:碳纤维增强尼龙复合材料的摩擦系数和磨损率与其拉伸强度和硬度有密切关系。随着拉伸强度和硬度的提高,尼龙复合材料摩擦系数和磨损率降低;摩擦系数和磨损率与拉伸强度具有反比关系,与材料硬度具有二次方程关系,与碳纤维填充量之间存在负指数变化规律。     

已内酰胺钠催化剂制取MC尼龙的研究

本文研究了已内酰胺钠的制备以及用已内酰胺钠为催化剂，合成MC尼龙的方法，并与氢氧化钠为催化刑合成MC尼龙作了性能对比。结果表明，使用已内酰胺钠催化剂合成的MC尼龙，其转化率、吸水率、物理性能基本保持不变，但加入催化剂后抽真空的步骤却减少，因此可以大批量生产，提高生产效率。     

纳米SiO_2的均匀分散及其对MC尼龙6晶型结构及晶型转变的影响

通过阴离子开环聚合法制备纳米二氧化硅(Si O2)/MC尼龙6原位复合材料,采用透射电子显微镜(TEM)对纳米粒子在基体中的分散行为进行表征,结果表明Si O2约以30～70nm左右的尺寸均匀分散在基体中。广角X射线衍射(WAXD)结果表明,纯MC尼龙6及其原位复合材料均呈现典型尼龙6的α晶型衍射峰,纳米Si O2的引入在MC尼龙6结晶过程中削弱了大分子链在c轴的取向。液氮淬冷样品经退火处理后的WAXD结果表明,纳米Si O2和MC尼龙6之间的相互作用阻碍了大分子链段的运动,从而使得γ晶型向α晶型的转变速率降低。     

原位聚合法制备CF/PSF-MC尼龙6复合材料

制备了表面接枝了聚酰胺链段的炭纤维/PSF-MC尼龙6复合材料,接枝率为1.3%。DSC研究表明,与MC尼龙6相比,接枝后的炭纤维/PSF-MC尼龙6复合材料中基体尼龙6的起始结晶温度和最大结晶温度均有所提高,α型晶体和γ型晶体均增多。力学性能测试和扫描电镜观察实验结果都表明在炭纤维表面接枝聚酰胺链段后,炭纤维与基体尼龙6的界面粘接性和相容性得到提高,力学性能测试表明,聚砜的加入提高了复合材料的弯曲强度。     

短碳纤维／银基复合材料的研制及性能研究

本文研究了用粉末冶金法制备短切碳纤维／银基复合材料，对复合材料进行了物理、机械性能测试并应用于电触点进行了电寿命试验。结果表明，不同的制造工艺对复合材料的性能影响很大。通过对碳纤维表面预处理、造反正确的制造工艺可以制得性能优于银／石墨系列的短碳纤维／银基复合材料。     

氟化钙和炭纤维混杂增强尼龙复合材料的摩擦学性能和磨损机理

以注塑成型法制备了无机填料氟化钙(CaF2)和炭纤维增强尼龙1010复合材料,采用MM-200型磨损试验机考察了复合材料的摩擦磨损性能。研究结果表明,CaF2和炭纤维的复合添入可显著改善尼龙复合材料的摩擦学性能。其中30％CF～10％CaF2-Nylon的耐磨性能比30％CF-Nylon提高近5倍,而摩擦系数降低了约1／4．CaF2和CF增强尼龙复合材料在摩擦过程中发生了协同效应,CF-CaF2-Nylon在对偶钢环表面上生成富含钙元素的连续薄转移膜。提高了转移膜和对偶间的结合强度以及复合材料耐磨性能．     

纳米SiO_2表面处理对MC尼龙复合材料结构与性能的影响

为提高MC尼龙的综合性能,采用KH-550硅烷偶联剂处理纳米SiO2,根据阴离子聚合反应制备MC尼龙SiO2纳米复合材料,探讨了表面处理纳米SiO2与熔体的作用机理,并进行复合材料的结构表征与性能测试.研究表明：纳米SiO2表面包覆硅烷偶联剂,其有机官能团氨基进攻聚合反应体系中酰亚胺结构的羰基,两者通过化学键实现界面结...     

粉煤灰增强MC尼龙复合材制备与性能研究

为提高MC尼龙的综合性能,在己内酰胺熔融单体中加入粉煤灰,通过碱催化阴离子聚合反应制备粉煤灰增强尼龙复合材料(FMCPA),采用扫描电镜和拉伸实验对复合材料的显微组织进行了观察和分析,并对其力学性能和摩擦性能进行了测试.结果表明,原状粉煤灰经活化处理后变得均匀细小,但与基体间存在明显的界面空隙,而经活化偶联处理的粉煤灰均匀分布在复合材料中,与尼龙基体的界面结合良好.复合材料的拉伸断面有明显的牵引痕迹,粉煤灰颗粒起到钉紧作用.粉煤灰质量分数较低时,尼龙复合材料以粘着磨损为主,伴有磨粒磨损;随着粉煤灰质量分数的增加,磨粒磨损加重.粉煤灰的加入提高了复合材料的力学性能,同时改善其耐磨损性能,当粉煤灰质量分数为20%时复合材料的综合性能最好.     

碳纤维复合材料发动机壳体用韧性环氧树脂基体的研究

在综合考虑粘度-力学性能-耐热性能的基础上,开发了一种适用于碳纤维复合材料固体火箭发动机壳体湿法缠绕成型的韧性环氧树脂基体。用DSC,FT-IR等分析手段对该树脂基体的固化反应动力学参数、树脂基体固化物性能和复合材料性能进行了系统研究。结果表明,该树脂基体粘度小、适用期长、韧性高,与碳纤维界面粘接好,所制得的复合材料壳体纤维强度转化率高。     

碳纤维增强水泥基复合材料的制备及热电性能研究

将不同含量(0.5%,1.0%,1.5%(质量分数))的碳纤维掺入到硫铝酸盐水泥基体中,制备了碳纤维增强水泥基复合材料。通过SEM、阿基米德排水测试法、四探针法等手段,研究了碳纤维含量对增强水泥基复合材料断面结构、抗弯强度、孔隙率、电导率、热导率和塞贝克系数的影响,并模拟太阳辐射进行了能量收集实验。结果表明,碳纤维均匀地分布在水泥基体中形成网格结构,碳纤维与水泥基体有很强的结合力。当碳纤维含量由0.5%(质量分数)增加到1.5%(质量分数)时,水泥基复合材料的抗压强度由71.36 MPa增加到106.51 MPa,增长了49.26%;孔隙率由0.8%增加到2.0%,增长了150.0%;电导率由0.0214 S/m增加到0.2408 S/m,增长了1025%;热导率由0.261 W/(m·K)减小到0.210 W/(m·K),减少了19.54%;塞贝克系数迅速增大,最大为1.22×10^4μV/K。当碳纤维含量为1.5%(质量分数)时,厚度为20 mm的水泥基复合材料每1 m^2可输出5~6μW的功率;在400 min辐照下,试样表面温度迅速达到70℃左右,1 m^2水泥基复合材料面板上收集到的能量高达8.1×10^-6 J。由此可知,碳纤维含量的增加,极大地提高了碳纤维增强水泥基复合材料的热电性能。     

电子束固化复合材料界面

电子束固化复合材料界面粘结性能较低是急待解决的问题。利用阳极氧化技术和偶联剂涂层对碳纤维表面进行处理。处理前后的碳纤维表面性能利用SEM、XPS和接触角测试方法进行分析,通过层间剪切强度表征电子束固化复合材料界面粘结性能,并且与热固化复合材料进行对比。结果表明: 当碳纤维在酸性电解液中进行阳极氧化时,有利于提高电子束固化复合材料界面粘合性能,在碱性电解液中进行阳极氧化时, 则导致较低界面粘接性能。阳极氧化与偶联剂双重增效作用能够提高电子束固化复合材料界面粘合性能。     

高性能聚丙烯腈基碳纤维发展现状与分析

聚丙烯腈基碳纤维及其复合材料具有轻质、高比强度、高比刚度、抗疲劳、耐腐蚀和可设计性等优点,已成为航空应用的理想材料。综述了日本东丽公司和美国赫氏公司高性能聚丙烯腈基碳纤维的发展路线,介绍了高性能聚丙烯腈基碳纤维的发展趋势以及最新的研发进展,并对其发展路线进行了对比分析,结合国产聚丙烯腈基碳纤维发展现状,给出了国产碳纤维发展建议,以期为国产高性能聚丙烯腈基碳纤维的可持续发展提供参考。     

炭纤维表面官能团异氰酸酯化及阴离子接枝尼龙6研究--(Ⅰ)接枝方法与表征

提出了炭纤维(CF)表面接枝的一种新方法。通过CF表面官能团的异氰酸酯化,利用异氰酸酯作为MC尼龙6聚合的活化剂,成功地通过阴离子接枝聚合方法制备了表面接枝尼龙6(PA6)的CF。扫描电子显微镜(SEM)结果表明．接枝了PA6的CF表面呈粗颗粒状形态与织构。X光光电子能谱(XPS)结果表明阴离子接枝PA6的CF表面N／C比例由0．0295提高到0．0573。称量法表明接枝率可达1．8％以上。