表面处理玄武岩纤维增强水泥基复合材料力学性能

为提高玄武岩纤维(BF)与水泥基体的界面结合力和桥接作用,分别采用HCl溶液(0~2.0mol/L)和NaOH溶液(0~2.0mol/L)对BF表面进行刻蚀糙化处理,研究纤维表面处理对BF增强水泥基复合材料的力学性能影响规律。结果表明:随着HCl溶液浓度增加,BF/水泥复合材料抗折强度与弯曲强度均先增加后降低,挠度呈现缓慢增加趋势,而抗压强度变化幅度较小;当HCl溶液浓度为1mol/L时,BF/水泥复合材料的强度与韧性最佳;碱处理BF后,BF/水泥复合材料的力学性能随NaOH浓度增加而显著降低,且复合材料韧性无明显改善;BF经HCl溶液腐蚀后的质量保留率变化规律与NaOH溶液腐蚀后的变化规律接近,而经HCl溶液腐蚀后BF强度保留率大于NaOH溶液腐蚀后的BF强度保留率。     

静电纺聚碳硅烷制备SiOC超细纤维

以聚碳硅烷(PCS)为先驱体, 采用静电纺丝法和先驱体转化法制备SiOC超细纤维, 研究PCS溶液浓度和表面活性剂对纤维形貌和直径的影响。实验结果表明: 添加表面活性剂后, 纤维分布均匀, 串珠现象消失; 通过调节溶液中PCS比例, 纤维直径分布范围为500~900 nm。力学性能测试表明SiOC纤维毡的抗拉强度可达8.88 MPa。SiOC超细纤维毡也展现出优异的热稳定性和抗化学腐蚀性能, 在苛刻环境中可以作为催化剂载体和过滤材料使用。     

多巴胺处理芳纶对增强天然橡胶复合材料性能的影响

采用磷酸溶液对芳纶纤维进行表面处理,再用多巴胺对纤维进行涂覆,将得到的纤维经过环氧(溶于丙酮溶液中)的浸泡,将处理后的纤维、液体橡胶和天然橡胶制成母炼胶,制备芳纶纤维增强天然橡胶的复合材料。考察了磷酸、多巴胺、环氧对纤维的改性效果及对复合材料力学性能的影响。红外光谱、扫描电镜检测表明芳纶的改性改善了纤维表面与复合材料间的界面粘接,力学性能显示多巴胺、环氧对芳纶纤维的处理使复合材料的力学性能提高,几乎都提高了20%以上。橡胶加工流变性能分析表明不同的改性都增大了复合材料的储能模量和损耗模量,从而改善了纤维与橡胶基体的界面粘合。     

静电纺聚碳硅烷制备SiOC超细纤维（英文）

以聚碳硅烷(PCS)为先驱体,采用静电纺丝法和先驱体转化法制备SiOC超细纤维,研究PCS溶液浓度和表面活性剂对纤维形貌和直径的影响。实验结果表明:添加表面活性剂后,纤维分布均匀,串珠现象消失;通过调节溶液中PCS比例,纤维直径分布范围为500~900 nm。力学性能测试表明SiOC纤维毡的抗拉强度可达8.88 MPa。SiOC超细纤维毡也展现出优异的热稳定性和抗化学腐蚀性能,在苛刻环境中可以作为催化剂载体和过滤材料使用。     

β-环糊精-聚磷酸铵对黄麻/聚丙烯复合材料阻燃性能的影响

将黄麻纤维和聚丙烯纤维（PP）通过梳理、铺网和针刺的方式形成黄麻/PP复合材料毡,采用表面撒粉工艺,将阻燃剂β-环糊精（β-CD）、β-CD与聚磷酸铵（APP）复配热压后在黄麻/PP复合材料表面形成阻燃层,采用FTIR、极限氧指数测试仪、水平燃烧测试仪、锥形量热测试仪、热重分析测试仪、SEM及万能试验机等检测黄麻/PP复合材料阻燃性能、力学性能、成炭性能及样品表面微观形貌。结果表明:β-CD与APP复配后在黄麻/PP复合材料表面热压成膜可以显著提高复合材料的阻燃性能和热稳定性。当β-CD-APP复配阻燃剂质量分数为20wt%、β-CD与APP的质量比为1∶2时,黄麻/PP复合材料水平燃烧58 s后自熄,极限氧指数（LOI）值达到26.6%,根据日本JISD 1201—77标准,属于第三难燃等级材料,此时热释放速率和有效燃烧热值最小,700℃时的残炭量增加了11.68%。力学性能测试表明,在黄麻/PP复合材料表面增加阻燃层后,弯曲强度增加而拉伸强度不受影响。      

纤维含量对黄麻纤维增强树脂基复合材料力学与热性能的影响

为研发低碳、节能、性能优异的麻纤维增强树脂绿色复合材料并扩展其应用领域,本文采用团队发明的氨基硅油乳液对黄麻纤维(JF)进行表面改性,运用开炼-注塑成型复合工艺研制了纤维含量为10wt%～25wt%的改性黄麻纤维增强聚丙烯(JF/PP)新型复合材料,系统全面地研究了改性麻纤维含量对JF/PP复合材料力学性能、结晶行为、耐热性能(热变形温度)及热尺寸稳定性(线膨胀系数)的影响规律及相关作用机制,并采用接触角测试分析与SEM技术分析了复合材料界面相容性与结合状态。结果表明：氨基硅油乳液改性JF,增强了JF与PP基体的界面结合力。随着纤维含量的增加,JF/PP复合材料的拉伸和弯曲强度逐渐增加,而冲击强度则有所降低。DSC、热变形温度和线膨胀系数测试分析表明,添加改性JF能够促进PP异相成核,并限制PP分子链的运动能力,从而提高JF/PP复合材料的耐热性能,且随着纤维含量增加,耐热性能呈不断上升趋势。当改性JF含量为25wt%时,JF/PP复合材料的热变形温度为142.5℃,较纯PP提高了53.5%。同时,复合材料平均线膨胀系数随纤维含量增加而明显降低,表明复合材料的热尺寸稳定性显著提高。相比...     

自然纤维表面处理对自然纤维复合材料性能的影响

通过实验研究了以稻草为主要原料的自然纤维复合缓冲材料制作过程中,自然纤维表面处理对复合材料性能的影响.研究结果表明:将稻草纤维在温度为40～50℃,浓度为4%～6%的NaOH溶液中进行表面处理,制备的纤维复合材料具有最佳的力学性能.     

纳米SiO_2-NaOH-有机硅烷偶联剂表面改性对苎麻纤维/乙烯基酯树脂复合材料性能的影响

为改善苎麻纤维/乙烯基酯树脂复合材料的力学性能和吸湿性能,采用纳米SiO_2联合NaOH和有机硅烷偶联剂KH570对苎麻纤维进行改性,考察了该表面改性方法对苎麻纤维化学结构、表面形貌、结晶度及对苎麻纤维/乙烯基酯树脂复合材料的力学性能和吸水性的影响。结果表明,苎麻纤维表面的胶质被NaOH溶解,纤维吸水性变强,变得疏松,与树脂基体的黏结性增强,纤维结晶度随着碱浓度的增加先升高后降低;有机硅烷偶联剂KH570与苎麻纤维发生偶联作用,静态水接触角增大,疏水性增强,使苎麻纤维/乙烯基酯树脂复合材料界面性能提高;在有机硅烷偶联剂KH570作用下,SiO_2以纳米级尺寸与苎麻纤维表面羟基产生共价键,从而提高了苎麻纤维/乙烯基酯树脂复合材料的力学强度;实验表明,该方法改性后的苎麻纤维/乙烯基酯树脂复合材料吸水率大大降低。     

秸秆纤维/聚丙烯复合材料的制备及性能研究

以秸秆纤维和聚丙烯为原料,利用双螺杆挤出机共混挤出造粒,然后热压成型制备聚丙烯木塑复合材料。研究了秸秆纤维的用量、偶联剂的种类及用量对该复合材料力学性能和热性能的影响。结果表明:经偶联剂处理后,复合材料的韧性有明显提高,其中,硅烷偶联剂含量为秸秆的10wt%时,可使复合材料的冲击强度在秸秆浓度0.1%时提高91.46%。电镜分析其断面微观结构表明偶联剂处理增加了基体与纤维的界面结合,复合材料的热重实验表明秸秆对复合材料的热稳定性基本没影响。     

碱处理对竹纤维/聚乳酸可降解复合材料性能影响研究

以NaOH溶液为改性剂对竹纤维进行碱处理,再与聚乳酸(PLA)熔融共混制备竹纤维/PLA可降解复合材料。探讨了NaOH溶液浓度、碱处理时间和碱处理温度对复合材料拉伸强度、抗弯强度和耐水性能的影响规律,并采用扫描电子显微镜(SEM)对碱处理竹纤维的表面形貌进行了观测。结果表明,碱处理使竹纤维表面粗糙度增大,单纤维的强度提高,有效提高了与PLA基体的机械黏接力。但碱浓度过大、处理时间过长或处理温度过高时,纤维素分子链排列致密程度降低,整体纤维的力学性能下降。NaOH溶液浓度为3%,处理时间为4h,处理温度为60℃时,所制得竹纤维/PLA复合材料拉伸性能、弯曲性能和耐水性能均最佳。     

剑麻纤维增强胶原基复合材料

用戊二醛作交联剂对皮革下脚料中提取的胶原水解物进行交联改性,采用溶胀度表征了材料的交联程度。探讨了戊二醛用量、胶原蛋白浓度和丙三醇含量对材料溶胀度的影响,并使用红外光谱对交联产物进行了表征。以改性胶原蛋白为基体、剑麻纤维为增强相,制备了剑麻纤维/胶原蛋白复合材料。用扫描电子显微镜对复合材料的形貌进行了表征,探讨了剑麻纤维的表面处理、纤维含量以及长度对复合材料力学性能的影响。结果表明,对剑麻纤维表面进行碱处理可以改善纤维的表面结构,增加纤维与基体的界面粘结,提高复合材料的力学性能。当剑麻纤维质量分数为15 %、纤维长度为 7～8 mm时,复合材料具有较好的力学性能。该复合材料可望在包装垫隔材料方面得以应用。      

Study on the mechanical properties and thermal properties of jute and banana fiber reinforced epoxy hybrid composites

The aim of the present study is to investigate and compare the mechanical and thermal properties of raw jute and banana fiber reinforced epoxy hybrid composites. To improve the mechanical properties, jute fiber was hybridized with banana fiber. The jute and banana fibers were prepared with various weight ratios (100/0, 75/25, 50/50, 25/75 and 0/100) and then incorporated into the epoxy matrix by moulding technique to form composites. The tensile, flexural, impact, thermal and water absorption tests were carried out using hybrid composite samples. This study shows that addition of banana fiber in jute/epoxy composites of up to 50% by weight results in increasing the mechanical and thermal properties and decreasing the moisture absorption property. Morphological analysis was carried out to observe fracture behavior and fiber pull-out of the samples using scanning electron microscope.     

云母和纤维组合增强聚丙烯复合材料Ⅰ.力学性能研究

以云母填充聚丙烯为基体,连续无规玻璃纤维毡为增强材料,通过双钢带压机制成了云母填充ＧＭＴ（Ｇｌａｓｓ Ｍａｔ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ）．研究了云母的加入对 ＧＭＴ力学性能的影响,结果表明,少量云母的加入,使ＧＭＴ的力学性能发生明显变化,强度和刚性显著提高,云母和纤维表现出正的组合效应;随着云母填充量增加,ＧＭＴ的强度和模量下降,云母与纤维的组合表现出负效应,云母对ＧＭＴ力学性能的影响主要与云母的加入引起的玻璃纤维与聚丙烯基体之间的界面结合有关,少量云母的加入使玻璃纤维与基体的界面结合强度提高,而大量云母的加入则造成纤维与基体界面结合强度下降,向基体中添加马来酸酐接枝聚丙烯（ＭＰＰ）,能有效改善在云母含量较高情况下纤维与基体的界面结合状况,使高填充云母ＧＭＴ表现出优良的力学性能　还研究了云母粒径对云母填充ＧＭＴ力学性能的影响,     

亚麻/LLDPE复合材料力学性能的研究

本文研究了碱液及硅烷偶联剂对亚麻纤维结构与性能的影响,讨论了碱液及硅烷偶联剂浓度、亚麻预处理时间对亚麻/LLDPE复合材料力学性能的影响。结果表明:亚麻经碱液及偶联剂预处理后,吸湿率降低,热稳定性提高,结晶度和晶面间距下降,亚麻/LLDPE复合材料的力学性能有明显提高。     

高性能T800 碳纤维复合材料树脂基体

在分析T800 碳纤维表面上胶剂的基础上, 系统研究了适用于制备高性能T800 碳纤维复合材料的树脂基体, 测试了树脂浇注体及其复合材料的力学性能和热机械性能, 研究了树脂基体对T800 碳纤维复合材料界面性能的影响。结果表明, T800 碳纤维表面上胶剂中酯基含量较高, 与缩水甘油酯类环氧树脂有良好的界面相容性, 经复配和优化的树脂体系其T800 碳纤维复合材料的层间剪切强度达到138 MPa , NOL 环拉伸强度达到2530MPa , 玻璃化温度( Tg ) 达到213 ℃, 具有优异的界面性能和耐热性能。      

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。     

短切石英纤维/ 聚酰亚胺复合材料的制备与性能

采用湿法混合工艺制备了短切石英纤维增强的PMR 型聚酰亚胺复合材料模塑粉, 使用热模压一次成型技术制备了聚酰亚胺树脂基复合材料, 对复合材料的性能进行了系统研究。研究结果表明: 短切石英纤维增强的复合材料具有优异的热性能和良好的力学性能, 纤维含量对复合材料玻璃化转变温度和热失重温度影响不大,对材料的力学性能影响显著。复合材料具有优异的介电性能, 在1 kHz～18 GHz 宽频范围内具有稳定的介电常数和介电损耗。      

连续炭纤维增强杂萘联苯聚醚砜酮共混树脂基复合材料力学性能

为了研究树脂共混改性对连续炭纤维增强高性能热塑性树脂基复合材料性能及破坏模式的影响,以二氮杂萘联苯结构聚醚砜酮(PPESK)及其共混树脂为基体,T700 炭纤维为增强纤维,通过溶液预浸,热压成型工艺制备单向复合材料。通过对共混树脂溶液黏度测试,复合材料样条三点弯曲、层间剪切和孔隙率试验,并借助SEM断面形貌分析,研究了聚醚酰亚胺(PEI)和聚醚砜(PES)的加入对PPESK复合材料力学性能以及受力破坏模式的影响。结果表明,PEI或PES的加入使复合材料的力学性能提高,孔隙率降低,复合材料受力破坏模式由脱粘破坏向树脂基体内部破坏转变。      

Tailoring the structure and properties of jute blended nonwoven geotextiles via alkali treatment of jute fibers

Geotextiles are generally made from natural or synthetic fibers and both fibers offer their own advantages and disadvantages for geotechnical applications. In this study, the jute fibers were treated with 4 wt.% sodium hydroxide (NaOH) solution in order to enhance their tensile properties. A series of needlepunched nonwoven geotextiles were then fabricated by formulating blends of untreated jute and polypropylene fibers and corresponding sets of nonwovens containing alkali treated jute and polypropylene fibers in defined weight proportions. Subsequently, a comparison has been made between the physical and mechanical properties of these blended nonwoven geotextiles. In general, the alkali treated jute blended nonwoven geotextiles offer higher puncture resistance in addition to higher tensile and tearing strengths in the cross-machine (preferential) direction than their corresponding blended geotextiles consisting of untreated jute fibers. Blended nonwoven geotextiles consisting of more than 40 wt.% jute fibers were not found to be useful in enhancing the mechanical properties.     

盐雾环境对玻璃纤维增强树脂基复合材料力学性能的影响

采用中性盐雾条件模拟海洋大气环境进行加速老化试验, 评价玻璃纤维增强环氧改性酚醛树脂基复合材料( GFRP) 在海洋气候中的耐久性。通过该复合材料经盐雾老化后的质量变化和纵向拉伸强度、横向拉伸强度、压缩强度、层间剪切强度的变化, 结合湿热老化机理, 研究其老化规律。结果表明, 随着老化时间的增加, 复合材料的吸湿量增加, 力学强度下降, 压缩和层间剪切曲线表现出塑性特征。吸湿最初阶段对力学性能影响最大, 纵向拉伸强度、横向拉伸强度、压缩强度、层间剪切强度分别下降到56. 1 %、54. 7 %、54. 0 %、61. 0 %。其中拉伸强度变化趋势最稳定, 更适用于评价该复合材料的老化程度。