玄武岩纤维四轴向经编复合材料力学性能研究

纺织结构玄武岩纤维增强树脂基复合材料具有优异的力学性能。以四轴向经编玄武岩织物为增强体,E-2511-1A环氧树脂与2511-1BT固化剂混合胶液基体,基于真空辅助VARI(Vacuum Assisted Resin Infusion)成型技术制备复合材料试样,实验测试了准静态下试样沿0°,45°,90°的拉伸及弯曲性能。结果表明:四轴向经编复合材料沿不同方向拉伸强度、模量的大小关系是90°0°45°;弯曲强度、模量的大小关系是90°45°0°。强度和模量区别主要取决于增强体纱线束的细度和排列。另外,拉伸断裂截面显示,四轴向经编增强体可以有效改善拉伸分层失效和断裂截面处纤维抽拔等现象;复合材料的弯曲破坏失效图显示,即使到最大弯曲挠度,试样仍然没有发生明显断裂,由此可知四轴向经编玄武岩纤维增强复合材料具有较高的韧性。     

玻璃纤维/光敏树脂复合材料的3D打印及其力学性能

为解决光固化3D打印树脂材料强度低的问题,将玻璃纤维与光敏树脂复合,采用光固化3D打印技术制备玻璃纤维增强复合材料,分析了玻璃纤维经硅烷偶联剂改性处理以及玻璃纤维的铺层方式对复合材料力学性能的影响。结果表明:玻璃纤维可提升复合材料的拉伸强度和弯曲强度,相比于未处理的玻璃纤维,经硅烷偶联剂处理的玻璃纤维对复合材料力学性能的提升更为显著,复合材料的拉伸强度提高了50%,弯曲强度提高了143%;相较于连续长纤维的铺层方式,采用模拟三维正交的铺层方式对于复合材料力学性能影响更为显著,拉伸强度提升了110%,而弯曲强度增加了147%。     

亚麻纤维增强聚乳酸复合材料的制备与性能表征

针对预成型件的铺层角度对复合材料力学性能产生影响的问题,以亚麻纤维为增强体,与聚乳酸纤维通过开松、混合、梳理工序制成预成型件后,采用模压成型工艺制备了亚麻纤维/聚乳酸复合材料。研究预成型件的各种铺层角度对复合材料拉伸、弯曲性能的影响,并通过扫描电镜讨论亚麻/聚乳酸复合材料的破坏机制以及拉伸断裂形貌。结果表明：铺层角度为90°时,复合材料横向拉伸、弯曲强度和模量最高;铺层角度为0°时,复合材料纵向拉伸、弯曲强度和模量最高。     

三维玻璃纤维织物增强不饱和树脂的力学性能研究

以不饱和树脂为基体,三维玻璃纤维织物为增强体,采用手糊/模压工艺,制得三维玻璃纤维增强复合材料,并对其力学性能进行了研究。结果表明,当增强材料的质量分数为10%时,复合材料的拉伸强度和弯曲强度分别为89.38MPa和147.45MPa。与二维玻璃纤维织物增强复合材料相比,其拉伸强度和弯曲强度分别提高了37.46%和21.91%,与短纤维增强复合材料相比,其拉伸强度和弯曲强度分别提高了64.30%和35.83%。另外,为进一步改善基体的力学性能,还考察了刚性粒子(碳酸钙)对复合材料的影响。结果表明,碳酸钙能提高复合材料的韧性,且当碳酸钙质量分数达到20%时韧性最佳。     

三维正交机织复合材料拉伸性能研究

阐述了三维正交机织复合材料沿不同方向的拉伸力学性能。复合材料以三维正交机织玻璃纤维织物为增强体,以环氧树脂为基体,基于真空辅助树脂传递模塑(VARTM)工艺成型并制备试样。测试了试样的拉伸性能,结果表明:该三维正交机织复合材料90°(纬向)的拉伸性能优于0°(经向),但断口处存在严重的纤维抽拔和界面脱粘现象;增强体结构中经纱和纬纱含量对拉伸性能影响较大,面内某一纱线含量高,则该方向拉伸性能就强。同时,Z纱有效地改善了普通层合板复合材料拉伸分层失效的缺陷,但玻璃纤维与树脂基体界面结合性能较差。     

四轴向经编增强复合材料力学性能研究

为研究四轴向经编增强复合材料的力学性能,基于真空辅助树脂传递模塑工艺,制备玻璃纤维四轴向经编织物/环氧树脂复合材料试样,测试并分析试样沿0°、±45°及90°四个方向的拉伸和弯曲性能。结果显示:试样沿0°、±45°和90°方向具有相近的拉伸及弯曲性能,近似呈各向同性,表明该四轴向经编增强复合材料面内力学性能有较好的均匀性;通过提高增强体内纱线线密度、铺放密度及纤维/环氧树脂界面结合力等方法,可增强四轴向经编增强复合材料的拉伸和弯曲性能。     

硅烷偶联剂改性处理对玻璃纤维织物增强聚苯硫醚复合材料性能的影响

针对聚苯硫醚存在韧性差的问题,通过热压成型工艺将玻璃纤维织物与聚苯硫醚树脂混合制备玻璃纤维增强聚苯硫醚复合材料.为获得较好的界面黏结性能,采用硅烷偶联剂KH560对玻璃纤维进行改性处理.借助扫描电子显微镜、摆锤冲击试验机、万能试验机等研究了不同质量分数硅烷偶联剂KH560处理对玻璃纤维表面形态及复合材料力学性能的影响....     

铺层角度对苎麻纤维复合材料性能的影响

基于真空辅助成型工艺,研究铺层角度对苎麻织物增强环氧树脂复合材料力学性能的影响,并将该铺层设计应用在复合材料桥梁模型上。结果表明:当铺层方式为纬向铺层(90°)时,复合材料的拉伸强度最大,为73.5 MPa;经纬交叉铺层(0°/90°)时,为72.4 MPa。当铺层方式为经纬交叉铺层时,复合材料的拉伸模量、弯曲强度、弯曲模量和剪切强度皆为最大,分别为3.8 GPa、108.2 MPa、5.0 GPa和21.7 MPa。综合拉伸、弯曲、剪切性能,经纬交叉铺层复合材料力学性能最优。苎麻纤维复合材料桥梁的最大载荷为8.79 kN,载荷质量比为12.08。     

四轴向经编复合材料力学性能实验研究

以风机叶片用多轴向经编复合材料为研究对象,将四轴向的玻璃纤维多轴向布与环氧树脂经树脂膜溶渗成型方法实现成型。分别测试了四轴向经编复合材料沿不同方向的拉伸、弯曲性能,得到不同轴向材料断裂截面形状,通过比较弹性模量和强度分析了纤维排列对复合材料力学性能的影响。最终确定四轴向经编复合材料沿不同方向力学性能由高到低分别为0°方向、±45°方向、90°方向。这是由于经编纱沿90°方向造成的应力集中,同时,由于经编针的穿刺造成沿90°方向纱线受损最大而导致沿90°方向力学性能最差。     

双轴向与四轴向经编复合材料弯曲性能对比实验研究

对比分析了双轴向、四轴向经编玻璃纤维复合材料分别沿0°和90°方向的弯曲性能。分别以0°/90°双轴向和0°/+45°/90°/-45°四轴向经编玻璃纤维织物为增强体,E-2511-1A环氧树脂/2511-1BT固化剂混合液为基体,基于VARTM实现复合材料试样成型,测试并比较两种复合材料沿0°和90°的弯曲性能。结果表明:四轴向经编复合材料弯曲试样纱线损伤和分层失效现象较双轴向经编复合材料严重,增大复合材料增强体内0°或90°纱线线密度有助于提高该方向复合材料的弯曲强度和弯曲模量。同时,由于+45°或-45°纱线层存在,可在一定程度上提高复合材料的弯曲强度。     

衬纬对纬编针织复合材料性能的影响

文中用苎麻和玻璃纤维设计、织造了米拉诺罗纹加衬纬和变化畦编加衬纬纬编针织物 ,并用RTM成型工艺与树脂进行复合研制纬编针织复合材料 ,测试和分析了针织物复合前后的拉伸性能 ,发现纬编针织复合材料沿衬纬方向的拉伸性能主要取决于衬纬纱。高强高模衬纬有利于提高纬编针织复合材料的初始模量和强度     

玻璃纤维增强稻壳粉/非医疗废弃物秸塑复合材料的性能

将玻璃纤维掺入稻壳粉/非医疗回收塑料秸塑复合材料中,制备出具有增强效果的环保型秸塑复合材料,探讨玻璃纤维的长度和含量对秸塑复合材料力学性能的影响。研究表明,随着玻璃纤维加入量和长度的增加,秸塑复合材料的力学性能呈现先增加然后降低的趋势,当玻璃纤维的含量为23%,长度为6mm,同时采用3%的硅烷偶联剂处理后,稻壳粉/非医疗回收塑料秸塑复合材料的力学性能达到最优,拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度、弯曲模量分别为16.27MPa、1241.14MPa、19.91MPa、1207.21MPa。通过观察复合材料断口的SEM图片,表明玻璃纤维的拔出为秸塑复合材料主要的破坏形式。     

纬编针织复合材料拉伸性能研究

采用无碱玻璃纤维纱线在电脑横机上编织了4种不同组织结构的纬编针织物作为复合材料增强体,基体选用环氧树脂,利用真空辅助树脂传递模塑(VARTM)成型工艺加工成型。测试了4种纬编针织增强复合材料的横向、斜向和纵向的拉伸性能,并对拉伸性能曲线、浮线对横向拉伸的影响以及复合材料拉伸强度的各向异性进行了分析。结果表明:玻璃纤维纱线在复合材料中的取向度和浮线的长短都对复合材料的拉伸强度有很大的影响;纬编针织复合材料拉伸强度的各向异性显著。     

玻璃纤维三维机织物增强复合材料棒材的研制与其拉伸性能研究

以玻璃纤维为原料 ,在普通平面织机上试织成功了不同纤维体积比的圆形截面三维机织物 ,并采用手糊成型工艺 ,用 61 0 1环氧树脂和 65 0聚酰胺树脂体系做基体 ,制得了圆形截面三维机织物增强复合材料棒材 ,并对制得的复合材料棒材的拉伸性能进行了测试与分析     

三维正交机织和双轴向经编玻纤复合材料压缩性能研究

采用三维正交机织玻纤织物和双轴向经编玻纤织物分别为增强体,环氧树脂(E-2511-1A)/固化剂(2511-1BT)混合液(质量比为100∶30)为基体,利用真空辅助树脂传递模塑(VARTM)工艺成型,制备两种复合材料试样。然后,对试样进行0°和90°方向的压缩试验,并比较试样的当量压缩性能。结果表明,双轴向经编玻纤复合材料0°方向的当量压缩断裂强度比三维正交机织玻纤复合材料提高4. 90%,三维正交机织玻纤复合材料90°方向的当量压缩断裂强度比双轴向玻纤复合材料提高23. 40%,而双轴向经编玻纤复合材料0°、90°方向的当量压缩模量分别比三维正交机织玻纤复合材料提高35. 71%、64. 00%。     

三维正交机织玻纤复合材料界面改性及弯曲性能研究

纤维/基体界面特性影响复合材料性能,为提高纤维/基体界面性能,基于纤维表面热处理与硅烷偶联剂改性相结合的方法处理三维正交机织物。分别以改性前后织物为增强体,树脂与固化剂的混合胶液为基体,采用VARTM工艺成型复合材料。测试试样沿0°和90°方向的弯曲性能。结果表明,试样沿0°方向的弯曲强度略有下降,而弹性模量增加。沿90°方向的弯曲强度和弹性模量均增加。由此可知,硅烷偶联剂改性可以提高纤维/基体界面结合强度,从而改善了复合材料的力学性能。纤维FTIR谱图和试样断裂截面SEM图也证实纤维/基体结合强度得到了提高。     

玻璃纤维多轴向经编复合材料的制备及拉伸性能研究

以环氧树脂为基体,分别以玻璃纤维多轴向经编针织物和玻璃纤维机织物作为增强材料,通过手糊法制备复合材料,并通过试验对比研究两种复合材料的拉伸性能。结果表明,经编复合材料沿各个轴向的拉伸强度比复合前多轴向经编针织物及机织复合材料的强度均有明显提高,增幅均在50%以上,说明多轴向经编复合材料具有更优异的力学性能。这为进一步扩大玻璃纤维多轴向经编复合材料的应用领域提供了有力证据。     

玻纤增强环氧树脂复合材料拉伸性能的研究

文章采用手糊成型工艺制备了不同铺层参数的玻璃纤维增强环氧树脂复合材料,测试并比较了未做处理和分别使用NaOH和H_2O_2溶液处理后试样拉伸性能的差异。结果表明:铺层顺序中,连续铺层±45°时,45°与-45°的先后铺层顺序对试样拉伸强度的影响可以忽略不计。NaOH与H_2O_2溶液处理试样的拉伸强度比未处理试样分别降低26.65%和50.47%。     

真空灌注层叠复合材料的制备及其力学性能研究

采用真空灌注装置制备了多种层叠复合材料,讨论了不同树脂含量、不同种类增强材料对层叠复合材料成型工艺的影响,并测试了不同种类层叠复合材料的力学性能。试验结果表明:碳纤、玻纤、芳纶增强复合材料的真空灌注成型优良,高强聚乙烯UD布利用模压工艺可以改善成型质量;不同增强材料混叠的复合材料力学性能优于单一增强材料层叠的复合材料,碳纤、玻纤增强复合材料拉伸呈脆性断裂,芳纶、高强聚乙烯UD布增强复合材料拉伸呈韧性断裂。     

玄武岩纤维增强复合材料的制备及有限元分析

选取玄武岩纤维作为增强材料,聚丙烯(PP)为基体材料,采用模压工艺制备复合材料。采用单因子试验法研究了温度、压力及保压时间对玄武岩/PP复合材料力学性能的影响,结果表明:不同工艺条件对复合材料的力学性能有很大的影响,在成型温度190℃、成型压力10 MPa、保压时间10 min时制备的复合材料力学性能最佳,此时拉伸强度为267 MPa。运用有限元分析软件对最佳工艺条件下制备的复合材料进行拉伸过程计算机模拟,得出材料的模拟拉伸变形图,并与实际拉伸情况进行对比。有限元模拟表明,断裂发生在试件的平直段端部附近,采用此最佳工艺制备玄武岩/PP复合材料具有可靠性。