废旧线路板粉料/玻璃纤维增强复合材料研制

以废旧线路板回收处理过程中得到的塑料粉料与玻璃纤维作为增强材料,采用模压成型的方法制备成不饱和聚酯复合材料。研究了模压工艺参数以及废弃物粉末填料配比等对复合材料力学性能的影响规律,并初步展望了废弃物复合材料的应用。结果表明,随着模压温度、压强、模压时间和填料含量的增加,复合材料的弯曲强度先升高后降低;在优化的模压工艺参数条件下,用废弃粉体与短切玻璃纤维作为组合增强体,制得的不饱和聚酯复合材料的力学性能远大于仅用废弃粉体作为增强体的力学性能,其弯曲强度和冲击强度可达150MPa、18kJ/m2。     

废印刷电路板非金属粉负载二氧化硅杂化填料的制备及其在不饱和聚酯中的应用

为增强废印刷电路板非金属粉(WPCBP)与聚合物基体之间的界面结合作用,采用溶胶-凝胶法在WPCBP表面原位负载了一层纳米二氧化硅粒子(SiO2),制备了一种新型的WPCBP-SiO2杂化填料.SEM、TGA和FTIR证明SiO2通过化学键成功负载到了杂化填料的表面.采用含双键的界面改性剂对杂化填料进行改性后,应用于不饱和聚酯树脂基体,探讨了未改性杂化填料及表面改性杂化填料对不饱和聚酯复合材料的力学性能、界面结合作用和热稳定性能的影响.结果表明,新型的杂化填料WPCBP-SiO2能够与不饱和聚酯基体形成强的界面结合作用,显著提高不饱和聚酯复合材料的力学性能和热稳定性能,且表面改性后复合材料的各项性能得到进一步提高.     

废印刷电路板非金属粉负载二氧化硅杂化填料的制备及其在不饱和聚酯中的应用

为增强废印刷电路板非金属粉(WPCBP)与聚合物基体之间的界面结合作用,采用溶胶-凝胶法在WPCBP表面原位负载了一层纳米二氧化硅粒子(SiO_2),制备了一种新型的WPCBP-SiO_2杂化填料。SEM、TGA和FTIR证明SiO_2通过化学键成功负载到了杂化填料的表面。采用含双键的界面改性剂对杂化填料进行改性后,应用于不饱和聚酯树脂基体,探讨了未改性杂化填料及表面改性杂化填料对不饱和聚酯复合材料的力学性能、界面结合作用和热稳定性能的影响。结果表明,新型的杂化填料WPCBP-SiO_2能够与不饱和聚酯基体形成强的界面结合作用,显著提高不饱和聚酯复合材料的力学性能和热稳定性能,且表面改性后复合材料的各项性能得到进一步提高。     

有机累托石改性不饱和聚酯/玻璃纤维复合材料的性能

采用有机累托石(OREC)改性不饱和聚酯,制备OREC改性的不饱和聚酯/玻璃纤维三元复合材料,测试其力学性能,研究其耐介质性、耐紫外光老化性及耐热氧老化性能,并利用X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)分析复合材料的微观结构,探讨OREC改性不饱和聚酯/玻璃纤维复合材料的增强机理.结果表明,采用OREC能改善不饱和聚酯/玻璃纤维复合材料的力学性能,当OREC的质量含量为2%时,所制备的复合材料的综合性能最佳,与未改性的不饱和聚酯/玻璃纤维复合材料相比,弯曲强度增加了14.0%,弯曲模量增加了22.4%,层间剪切强度增加了8.2%,且改性后复合材料的耐水煮性能、耐碱性、耐紫外光性能及耐热氧老化性能均提高.     

建筑用聚酯玻纤复合材料的制备与性能分析

选择不饱和聚酯树脂为基体材料，以玻璃纤维为增强相，采用模压成型工艺制备了不同玻璃纤维掺杂量(0,5%,10%,15%和20%(质量分数))的聚酯玻纤复合材料，分析了玻璃纤维含量对复合材料的微观形貌、热稳定性、拉伸性能和弯曲性能的影响。结果表明，聚酯玻纤复合材料中玻璃纤维和不饱和聚酯主要以物理作用为主，适量的玻璃纤维掺杂后能与聚酯基材紧密结合，分布具有方向性。随着玻璃纤维掺杂量的增大，聚酯玻纤复合材料的分解温度先增大后减小，且耐热性能提高，当玻璃纤维的掺杂量为15%(质量分数)时，复合材料的T_50%达到最大值368.47℃。力学性能测试表明，随玻璃纤维掺杂量的增大，复合材料的拉伸强度和冲击强度先增大后减小，断裂延伸率和弯曲强度持续降低，当玻璃纤维的掺杂量为15%(质量分数)时，复合材料的力学性能最优，拉伸强度最大为26.1 MPa,断裂延伸率为2.6%,冲击强度达到最大值8.1 MPa,弯曲强度为30.5 MPa。     

不饱和聚酯/蒙脱土阻燃纳米复合材料的制备及表征

采用原位插层复合法制备不饱和聚酯/蒙脱土阻燃纳米复合材料.通过XRD、SEM和TEM等手段表征不饱和聚酯/蒙脱土阻燃纳米复合材料的微观结构;通过拉伸、冲击和氧指数实验对不饱和聚酯/蒙脱土阻燃纳米复合材料的力学性能、阻燃性能进行研究.结果表明,当蒙脱土含量为0.5%时阻燃纳米复合材料与纯不饱和聚酯相比氧指数从22上升到24,此时拉伸强度提高8.76%,冲击强度提高68.65%.与阻燃剂/不饱和聚酯复合材料相比,同等阻燃级别下拉伸强度提高23.06%,冲击性能提高93.9%.     

铜粉/纤维状海泡石协同改性氟橡胶复合材料的制备与表征

采用机械共混法制备铜粉/海泡石/氟橡胶复合材料,考察多尺度填料不同用量下复合材料硫化性能、力学性能、老化性能及热性能,并采用扫描电镜观察氟橡胶复合材料拉伸断面形貌。结果表明:纤维状海泡石和铜粉均能提高氟橡胶混炼胶的硫化速率;而两种填料的添加使得复合材料拉伸强度降低,且易加速氟橡胶的老化;与添加单独填料相比,纤维状海泡石和铜粉协同改性能够提高氟橡胶复合材料的邵尔硬度和耐热性能。     

活性橡胶与蒙脱土复合增强不饱和聚酯/玻璃纤维复合材料的结构与性能

制备了丙烯酸酯封端聚氨酯(ATPU)和改性蒙脱土(OMMT)复合增强不饱和聚酯/玻璃纤维复合材料。通过扫描电子显微镜(SEM)等研究了ATPU和OMMT的复合对不饱和聚酯/玻璃纤维复合材料的力学性能、热变形温度和结构的影响。结果表明,丙烯酸酯封端聚氨酯与改性蒙脱土的复合具有协同效应,可以大大提高不饱和聚酯/玻璃纤维复合材料的冲击强度和拉伸强度,并使复合材料的弯曲强度、巴氏硬度和热变形温度略有提高;丙烯酸酯封端聚氨酯与改性蒙脱土的复合还提高了聚合物基体与玻璃纤维的界面粘合强度。     

玻璃纤维/聚脲复合材料的性能研究

为研究玻璃纤维对聚脲性能的影响，分别以聚脲和玻璃纤维作为基体和增强体，合成了玻璃纤维/聚脲复合材料。通过扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪和动态热机械分析仪，探究玻璃纤维长度在0.2～0.8mm、添加量在0.5%～1.5%(wt,质量分数，下同)范围时对复合材料微观结构、力学性能和动态力学性能的影响规律，分析复合材料的耗能机理。结果表明：玻璃纤维在基体中分布均匀，降低了复合材料的氢键化程度、氢键结合强度以及微相分离程度；复合材料的拉伸强度、撕裂强度随玻璃纤维长度和添加量的增加而提高，当玻璃纤维长度为0.8mm、添加量为1.5%时，复合材料的拉伸强度为30.14MPa,撕裂强度为127.48kN/m,力学性能最好；随着玻璃纤维长度和添加量的增加，复合材料的储能模量和损耗模量逐渐增加，玻璃化转变温度向高温移动；复合材料的主要耗能机理为本征阻尼和界面阻尼，本征阻尼随着玻璃纤维长度的增加而减小，界面阻尼随着玻璃纤维添加量的增加而增大。     

有机累托石/不饱和聚酯/玻璃纤维三元复合材料的研究

采用有机累托石(OREC)改性不饱和聚酯(UP)，以改性的UP为基体，以玻璃布为增强材料制备了有机累托石／不饱和聚酯／玻璃纤维三元复合材料(OREC／UP／FIBERS)。通过X射线衍射(XRD)分析了三元复合材料的微观结构，测试了该三元复合材料的力学性能，利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)初步分析了复合材料的增强机理，并研究了三元复合材料的耐湿热性及耐介质性能。结果表明，当OREC添加量为树脂质量分数的2％时，复合材料的综合力学性能较好，且OREC／UP／FIBERS三元体系的耐湿热性及耐碱性较不饱和聚酯／玻璃纤维复合材料的好。     

废PCB粉增强改性聚乙烯基木塑复合材料

通过裂解色谱-质谱、X射线荧光分析分析了废印刷电路板非金属粉末(简称废PCB粉)的基本性质,并研究了废PCB粉对废聚乙烯基木塑复合材料的增强改性效果。结果表明,废PCB粉中含有约33.99%的溴化环氧树脂、约61.26%的短玻璃纤维以及约1.29%的铜。适量的废PCB粉对聚乙烯基木塑复合材料的改性效果十分突出,当用20%的PCB粉取代木粉时,可明显改善木塑复合材料的热稳定性、加工性能及力学性能,在拉伸强度、弯曲性能基本保持不变的前提下,复合材料的冲击强度提高了31.5%。     

粉末浸渍长玻璃纤维增强聚丙烯的压缩模塑

采用粉末浸渍的方法制备连续玻璃纤维增强聚丙烯预浸料,经切割获得长纤维增强聚丙烯粒子,采用单螺杆挤出机挤出形成模塑料,探索了模塑料的压缩模塑成型工艺,研究了成型后材料的力学性能及其影响因素。结果表明:粉末浸渍的长纤维增强聚丙烯经压缩模塑后可获得力学性能优良的制品;随着预浸料切割长度的增大、纤维含量的增加,材料的力学性能提高;在基体聚丙烯中添加接枝极性基团的功能化聚丙烯,可改善体系的界面结合,提高材料的力学性能,但功能化聚丙烯的含量超过一定值后,材料的冲击强度有所下降;适当提高模具温度、模塑料温度及成型压力,可以提高材料的力学性能。     

Influence of nanosize clay platelets on the mechanical properties of glass fiber reinforced polyester composites

Glass fiber reinforced polyester composite and hybrid nanoclay-fiber reinforced composites were prepared by hand lay-up process. The mechanical behavior of these materials and the changes as a result of the incorporation of both nanosize clay and glass fibers were investigated. Composites were prepared with a glass fibre content of 25 vol%. The proportion of the nanosize clay platelets was varied from 0.5 to 2.5 vol%. Hybrid clay-fiber reinforced polyester composite posses better tensile, flexural, impact, and barrier properties. Hybrid clay-fiber reinforced polyester composites also posses better shear strength, storage modulus, and glass transition temperature. The optimum properties were found to be with the hybrid laminates containing 1.5 vol% nanosize clay.     

原位聚合法制备长玻纤增强SBS的研究

采用自制的金属模具,以真空导入辅助成型方法的把溶有丁二烯橡胶的苯乙烯溶液浸渍长波纤,加入引发荆后在模具中加热进行原位聚合,可得到长纤增强聚苯乙烯丁二烯橡胶共聚物（SBS）复合材料。研究了样条中玻纤含量、橡胶含量、引发剂用量及成型工艺温度对其力学性能的影响。结果表明,在合适的引发剂用量下复合材料力学性能分别随玻璃纤维含量和成型温度的提高均有不同程度的提高,当玻纤的质量分数在50％左右时,力学性能基本达到最佳,冲击强度随着丁二烯橡胶含量的增加有一定程度的提高,但拉伸强度呈下降趋势。     

Influence of redmud particle hybridization in banana/sisal and sisal/glass composites

A novel hybrid composite is developed by adding redmud as the secondary reinforcing filler with banana/sisal and sisal/glass fiber reinforced polyester composites. The composites are prepared by the hand layup technique followed by compression molding. The tensile, flexural, and impact strength of the composites are investigated by varying the parameters such as particle size (4 and 13?µm) and weight percentage (2, 4, 6, and 8?wt%) of redmud particle addition. The experimental result shows that the addition of redmud enhances the mechanical property of the hybrid composite. The maximum increase of 33% in tensile strength and 54% in flexural strength is observed for the sisal/glass composite and 25% increase in impact strength for the banana/sisal composite. The linear regression analysis is also introduced to predict the errors in the scatter plot. Furthermore, the Scanning Electron Microscopy (SEM) is used to study the effect of redmud on the interfacial bonding in the banana/sisal and sisal/glass fiber reinforced polyester composites.     

碳纤维增强羟基磷灰石/环氧树脂复合材料的制备与力学性能

采用树脂传递模塑(RTM)工艺制备了碳纤维增强环氧树脂以及碳纤维增强羟基磷灰石(HA)/环氧树脂两种复合材料，并测试了其力学性能。结果表明，RTM工艺可以基本保证环氧基体均匀浸入碳纤维织物内部。碳纤维增强HA，环氧复合材料的冲击韧性高于碳纤维增强环氧复合材料，而弯曲强度和弯曲模量低于碳纤维增强环氧复合材料。两种复合材料的弯曲强度远高于人体皮质骨，弯曲模量与皮质骨非常接近。动态力学分析(DMA)表明加入HA后，复合材料的贮存模量和内耗降低，玻璃化转变温度升高。     

Mechanical and abrasive wear characterization of bidirectional and chopped E-glass fiber reinforced composite materials

Bi-directional and chopped E-glass fiber reinforced epoxy composites are fabricated in five different (15, 20, 25, 30 and 35) wt% in an epoxy resin matrix. The mechanical characterization of these composites is performed. The three body abrasive wear behavior of fabricated composites has been assessed under different operating conditions. Abrasive wear characteristics of these composites are successfully analysed using Taguchi’s experimental design scheme and analysis of variance (ANOVA). The results obtained from these experiments are also validated against existing microscopic models of Ratner-Lancaster and Wang. It is observed that quite good linear relationships is held between specific wear rate and reciprocal of ultimate strength and strain at tensile fracture of these composites which is an indicative that the experimental results are in fair agreement with these existing models. Out of all composites fabricated it is found that tensile strength of bi-directional E-glass fiber reinforced composites increases because of interface strength enhancement. Chopped glass fiber reinforced composites are observed to perform better than bi-directional glass fiber reinforced composites under abrasive wear situations. The morphology of worn composite specimens has been examined by scanning electron microscopy (SEM) to understand about dominant wear mechanisms.     

Fracture behavior of nylon hybrid composites

Hybrid composite systems consisting of liquid crystalline polymer (LCP), short glass fibers and toughened nylon in varied ratios were studied. Dynamic mechanical results indicated that, elastomeric phase in toughened nylon 6,6 promoted a better compatibilization between nylon 6,6 and LCP in a hybrid system containing short glass fibers in comparison with one without glass fibers. Improved compatibility facilitated fibrillation of LCP phase in the skin region of the hybrid composite, thereby providing superior tensile strength. Without the presence of LCP, glass fiber reinforced toughened nylon 6,6 exhibited the least tensile strength. J-integral analysis and essential work of fracture (EWF) method were used to compare the fracture behavior of composites. Results showed that specific essential work of fracture were consistent with the critical J-integral. Matrices reinforced by LCP alone showed the best crack initiation and propagation toughnesses, followed by glass fiber reinforced and hybrid composites. The better compatibility between nylon 6,6 and LCP appeared to inhibit the interfacial debonding process, resulting in brittle fracture.     

玻璃纤维/环氧树脂复合材料与镀层界面的Ni颗粒强化工艺

针对玻璃纤维/环氧树脂复合材料与镀层结合界面强度低的问题,基于复合材料/镀层间的机械互锁原理及传统塑料基体化学镀工艺,提出通过增强颗粒的桥接作用,增加含有增强颗粒的过渡层来强化镀层界面的复合材料金属化方法。对金属化后的玻璃纤维/环氧树脂复合材料试件采用拉伸试验法测量镀层的结合强度,并通过截面和断面的显微观测,分析了增强颗粒对于镀层界面的强化机制;同时获得了玻璃纤维/环氧树脂复合材料表面粗糙度和增强颗粒质量分数对含有过渡层的镀层结合强度的影响规律。结果表明:采用上述金属化方法可以显著提高镀层的界面强度,与传统的金属化工艺制备试件相比,玻璃纤维/环氧树脂复合材料在不同表面粗糙度下,镀层结合强度平均提高161%;同时,镀层的结合强度随着增强颗粒质量分数的增加,呈现先增大后减小的趋势,当增强颗粒的质量分数为50%时,镀层的结合强度达到最大。