聚酰亚胺泡沫塑料研究进展

综述了聚酰亚胺泡沫塑料的两种主要制备方法,比较了一步法和两步法的优缺点,同时介绍了增强聚酰亚胺泡沫塑料的研究现状,最后指出了聚酰亚胺泡沫塑料的制备和增强研究中存在的问题,并对今后的研究方向进行了展望。     

空心微珠填充聚氨酯泡沫塑料的力学性能

对不同密度和不同填充质量比的空心玻璃微珠填充聚氨酯泡沫塑料进行拉、压实验,研究了微珠对复合泡沫塑料力学性能的影响。实验结果表明：复合泡沫塑料拉伸曲线特征与普通泡沫塑料类似,但具有不同于普通泡沫塑料的压缩应力-应变特性;材料密度越大,微珠对胞体壁的增强效果越好;微珠团聚和界面粘结不良将可能导致材料力学性能的下降。根据有限元模拟结果和试件破坏形貌的观察探讨了材料的变形和破坏机制。     

增强硬质聚氨酯泡沫塑料的压缩破坏行为

研究了玻纤、玻璃微珠增强材料增强的硬质聚氨酯泡沫塑料在静态压缩下泡孔结构的变化．实验结果表明，两种增强材料其压缩强度和模量都有不同程度的提高，但是其破坏方式则完全不同：玻纤增强的泡沫塑料的破坏方式为泡孔的塌陷和纤维的脱粘，而玻璃微珠增强的泡沫塑料的破坏方式为泡孔结构的破碎和玻璃微珠从基体脱粘或破碎。     

蜂窝增强泡沫塑料的静动态力学性能

采用蜂窝切割和注塑成型两道工序制备了蜂窝增强泡沫塑料试样,并对试样进行了准静态压缩试验。通过试验机压头的压力-位移数据,计算不同参数蜂窝增强泡沫塑料试样的应力-应变曲线。实验结果表明,在相同条件下,所有蜂窝增强泡沫塑料试样的应力均大于蜂窝与泡沫塑料的应力之和。通过分析得出,随着蜂窝孔格边长的减小和试样厚度的增大,复合效应更加明显。在此基础上,建立了蜂窝增强泡沫塑料的仿真模型,并对模型施加压力脉冲载荷,验证了复合材料在动态冲击下,同样具有良好的复合效应。研究表明,这种蜂窝增强泡沫塑料既可以作为低应变率场合的缓冲材料使用,又可以应用于高应变率冲击下的抗爆场合。     

双马来酰亚胺/环氧树脂改性聚氨酯泡沫塑料的研究

用双马来酰亚胺对环氧树脂进行改性 ,然后用改性环氧树脂对聚氨酯泡沫塑料进行改性。确定了改性聚氨酯泡沫塑料的最佳配方 ,研究了玻璃纤维和玻璃微珠的加入对改性泡沫塑料耐热性的影响。结果表明 ,改性泡沫塑料比未改性的热变形温度有了显著提高。     

蒙脱土-稻壳复合聚氨酯硬质泡沫的研究

在聚氨酯泡沬中添加蒙脱土和稻壳粉两种增强填料,采用一步发泡法制备了聚氨酯硬质泡沫塑料,研究了复合泡沫塑料的密度、力学性能和尺寸稳定性,利用光学显微镜观察了泡沫体的微观结构。结果表明,随着稻壳/蒙脱土配比的增大,复合泡沫塑料的密度、压缩强度、冲击强度先增大后减小。当蒙脱土与稻壳添加总质量分数为10%,质量配比为20:80时,聚氨酯泡沫塑料的压缩强度、冲击强度分别比纯聚氨酯泡沫塑料提高15.4%和25%。蒙脱土稻壳复合聚氨酯硬质泡沫塑料的尺寸稳定性大致随稻壳用量的增加而变优,随温度升高而降低。     

国内泡沫塑料高性能化研究现状

近年国内为提高硬质泡沫塑料的力学性能和耐热性能 ,采取的主要方法有 :纤维增强、微粒和纳米微粒增强 ,以及制备聚合物合金泡沫塑料、新型泡沫塑料等。本文论述了相关方面的研究 ,分析了增强原理及相应的改性效果     

短纤维增强泡沫塑料力学行为的研究进展

对国内外短纤维增强泡沫塑料力学行为的研究进展进行了综述。简要介绍了纤维增强泡沫塑料的制备方法和结构形态;重点报道了短纤维增强泡沫塑料力学行为的研究成果和作者的一些工作,其中包括纤维增强泡沫塑料拉压、弯剪基本力学性能、纤维增强机理和材料破坏机理、温度效应、纤维长度、纤维填充量和表面处理对力学行为的影响等。展望了未来的研究趋势。     

淀粉/微晶纤维素填充聚氨酯泡沫塑料的制备与力学性能

利用模塑成型方法,在聚氨酯泡沫塑料中引入了淀粉和微晶纤维素两种易于生物降解的填料,制备了不同淀粉和微晶纤维素填充量的聚氨酯泡沫塑料,并研究了填料种类和用量对聚氨酯泡沫塑料力学性能的影响.确定了填料在聚氨酯泡沫塑料中的最大填充量,并发现填料的加入使得硬质聚氨酯泡沫塑料(RPUF)的冲击强度下降,当两种填料含量为40份时,RPUF的压缩强度均达到最大值;使得半硬质聚氨酯泡沫塑料(SRPUF)的拉伸强度升高;当两种填料含量为30份时,SRPUF的拉伸强度均达到最大值;淀粉和微晶纤维素含量分别为20份和10份时,两种SRPUF的断裂伸长率达到最大值.     

玻璃纤维对硬质聚氨酯泡沫塑料增强机理的探讨

研究了硬质聚氨酯泡沫塑料的微观结构形态，通过实验探讨了玻璃纤维对聚氨酯泡沫塑料的增强作用，并分析了增强泡沫塑料的压缩破坏机理。     

硬质聚氨酯泡沫塑料压缩力学性能

研究了三种密度不同的聚氨酯泡沫塑料的低速压缩力学性能，用ＳＥＭ分析了初始胞体结构，确定了胞体尺寸及结构特性。     

Design rules for composite sandwich wakeboards

Wakeboarding is a water sport born in the mid 1980s that derives from surfing and water skiing. The objective of this work is to understand the failure mechanism and evaluate the maximum hydroelastic loads during the slamming phenomena of the board used in this sport, in order to provide reliable design rules to follow during the design process. Wakeboards are usually built as a composite sandwich structure, with plastic foam core and CFRP (carbon fibre reinforced plastics) or GFRP (glass fibre reinforced plastics) faces. Several specimens were extracted from a real board and tested in three point bending to investigate the major failure mechanisms. These data are later used in a parametric full-scale SPH numerical model investigation of the water-entry event. The numerical results show that, due to the fluid–structure interaction, there is a maximum deformation that the board cannot overreach even for very high impact energies. This limits the maximum impact stresses reached during the water entry of wakeboards. From these numerical results, mathematical relations between design variables are drawn by using analytical formulas based on classical sandwich theory. As result of this research, practical guidelines (formulas, tables and graphs) on the effects of total mass, initial impact velocity, board curvature and core and face strength and thickness are outlined to give reliable design rules.     

Investigation of the damage evolution of metal inserts embedded in carbon fiber reinforced plastic by means of computed tomography and acoustic emission

Carbon fiber reinforced plastics are promising materials for lightweight structures, for instance in automotive applications due to their outstanding specific mechanical properties. However, the load transfer in structural carbon fiber reinforced plastics parts via a detachable connection poses a challenge for the composite. Conventionally, the parts have to be drilled for this purpose whereby the fiber continuity is interrupted and hence the associated local stress accumulation decreases the load bearing capacity of the composite. This can be prevented by using embedded metal elements, so‐called inserts, for joining parts in structures. The damage behavior under tensile loading of inserts turned out to be extremely complex and is based on different mechanisms. In order to understand the damage evolution under tensile loading detailed knowledge about the deformation of the insert, crack growth in the laminate and debonding between metal insert and carbon fiber reinforced plastics is necessary. This paper aims for an investigation of the in situ failure behavior during tensile loading of composite sheets equipped with two different types of inserts by means of acoustic emission and computed tomography analysis. An inductive strain gauge was additionally installed underneath the laminate when performing the tensile tests monitored by acoustic emission analysis.     

UHMWPE纤维增强聚氨酯泡沫对爆炸冲击波衰减性能的影响

运用实验的方法,研究了超高分子量聚乙烯纤维增强聚氨酯泡沫对爆炸冲击波的衰减性能;观察分析了爆炸荷载前后材料的微观结构形态,分析了材料对爆炸冲击波的衰减机理,对实验结果给出了合理的解释。研究表明,UHMWPE纤维高强、高模正好弥补了聚氨酯泡沫塑料的缺陷,以UHMWPE纤维作增强剂制备而成的增强聚氨酯泡沫塑料,能极大地提高材料对爆炸冲击波的衰减性能,在冲击波防护领域有很好的应用前景;同时,纤维长度对材料的衰减爆炸冲击波性能有较大的影响。     

环氧树脂复合泡沫材料的压缩力学性能

对空心玻璃微珠填充环氧树脂复合泡沫材料进行了准静态压缩实验, 研究了材料的宏观压缩力学性能, 并提出了弹性模量和屈服强度的预测公式。此外, 对压缩试件的断口进行了宏、细观观察, 研究了材料的压缩破坏机理。结果表明, 复合泡沫材料在压缩过程中, 具有普通泡沫材料的应力-应变曲线的典型特征, 在应变为2 %左右时材料发生屈服, 在应变大于30 %后发生破坏。此外, 材料的杨氏模量和强度均随密度的减小而下降, 预测公式给出的结果与实验值基本一致。压缩试件断口的宏、细观观察表明, 复合泡沫材料主要的破坏形式为剪切引起的弹塑性破坏。     

玻璃纤维增强灌注型聚氨酯泡沫塑料的拉伸、压缩性能和破坏机理

研究了用短切玻璃纤维对硬质聚氨酯泡沫体的增强效果及拉伸、压缩的破坏行为。结果表明当纤维长为12 mm 时, 6 w t% 纤维含量的增强效果为最好, 可以使泡沫体的拉伸强度提高75% , 压缩强度提高25% , 压缩模量增加约30%。纤维增强的泡沫体拉伸产生的裂纹扩展时, 遇到纤维可能终止扩展(应力不大时) , 也可能发生偏转(应力较大时) ; 泡沫破坏时, 可能出现纤维拉出、拉断等不同的破坏形式。增强泡沫体在压缩破坏时, 主要是泡沫结构的支柱弯曲、扭转变形引起泡壁破裂和支柱失稳, 并导致材料的破坏。     

玻璃纤维增强灌注型聚氨酯泡沫塑料的微观结构和增强机理

对玻璃纤维增强聚氨酯泡沫体的微观结构形态及增强效果进行了研究。结果表明，纤维在体系内呈单根纤维、小束纤维及大束纤维等多种形态分布。单丝及小丝束可以成为泡沫结构的共同支柱而起增强作用，在小束丝附近出现密集泡孔，发生少量树脂积聚。在大丝束周围发生严重的树脂沉积，影响体系内的树脂分布而不利于纤维的增强作用。     

玻璃纤维增强硬质聚氨酯泡沫塑料的微观结构及破坏机理研究

本文探讨了玻璃纤维增强硬质聚氨酯泡沫塑料的微观结构形态;分析了增强泡沫塑料的拉伸破坏机理;并对增强用最佳纤维长度进行了初步探讨.