复合材料层板冲击破碎实验 与数值评估方法

纤维增强复合材料层板是电路板基板的重要组成部分, 预测其破碎过程是废旧电路板破碎机设计的重要依据.首先, 基于实验测得复合材料层板的冲击能量, 对比面内和面外两种冲击破碎方式.然后, 基于Hashin损伤理论建立复合材料层板冲击破碎预测模型, 预测的冲击消耗能量与冲击速度与实验结果吻合度高, 表明Hashin损伤理论可以应用于玻璃纤维复合材料层板冲击破碎问题.通过复合材料层板的面内和面外冲击损伤过程对比分析, 发现面内冲击破碎可以避免层间开裂造成的额外能耗, 所以沿平面方向的冲击破碎效果要好于沿厚度方向的破碎效果.当前冲击损伤预测模型可进一步应用于预测电路板基板的破碎过程, 也可用于指导电路板破碎机传动系统设计.      

PBS/石榴皮提取物复合材料的界面作用及其双功能性

对废弃资源石榴皮进行资源再利用,从中提取有效染色、抗菌成分,并与聚丁二酸丁二酯(PBS)复合,制备双功能性PBS/石榴皮提取物(PGL)复合材料。利用傅里叶变换红外光谱对复合材料进行了分析,采用Materials Studio软件对复合材料的界面作用进行了分子动力学模拟,探讨了PGL用量对复合材料耐摩擦色牢度、抗细菌率的影响。结果表明,PGL在共混过程中没有与PBS发生化学反应,但两者形成了静电能和氢键两种分子间非键合作用力,使得复合材料具有一定强度的界面作用。PGL质量分数为1%～7%时,复合材料的耐摩擦色牢度基本得到保持,表明PGL中的染色成分与PBS存在一定的分子间界面作用,为分子动力学模拟结果提供了证明。PGL质量分数为1%时,复合材料对金黄色葡萄球菌及大肠杆菌的抗细菌率均达到了90%以上,具有了抗菌能力;随着PGL用量的增加,复合材料的抗菌能力逐渐提高,当PGL质量分数超过7%后,复合材料对两种细菌的抗细菌率均达到99%以上,具有强抗菌作用。     

碳纤维复合材料薄壁圆筒的轴向导热系数测试

碳纤维复合材料薄壁圆筒为各向异性导热，其轴向导热系数是筒体温度场理论计算、成型工艺优化的重要参数。碳纤维复合材料圆筒由于较小的截面面积给筒体加热、热量有效传递带来了较大困难。本文以平板材料导热系数的稳态法测试国家标准为基础，基于傅里叶一维稳态导热原理，设计了一套用于薄壁圆筒轴向导热系数测试的装置，采用双试件对称加热、辐射换热防护及热对流环境控制等实现了热量沿筒体轴向的有效传导，利用该装置对导热系数已知的铝筒进行测试，验证了该装置设计的可行性，得到了碳纤维复合材料薄壁圆筒的轴向导热系数为（4.60±0.13） W/(m•K)。     

超高分子量聚乙烯纤维复合材料的应用及其抗侵彻性能研究

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维因在比强度上的巨大优势引起科研技术人员的广泛关注(其密度约为0.97g/cm3,而抗拉强度可达GPa量级)。研究表明,以UHMWPE纤维作为主要组分的复合板在侵彻防护领域具有极大的应用潜能,其防护效率明显优于现有陶瓷、轻金属等抗侵彻材料。介绍了UHMWPE纤维的基本性质、发展现状及其抗侵彻机理,概述了以UHMWPE纤维为主要组分的复合材料在抗侵彻领域中的应用,指出了UHMWPE纤维复合材料发展中有待解决的问题。     

玻化微珠/废PMMA复合材料的制备与性能研究

以废聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为基料、甲基丙烯酸甲酯(MMA)为活性溶剂、玻化微珠为填料、过氧化苯甲酰(BPO)与N,N-二羟乙基对甲苯胺(DHET)组成的氧化-还原体系为引发剂,采用本体浇铸聚合法,在低温条件下制备玻化微珠/废PMMA复合材料。考察了废PMMA含量、玻化微珠用量及引发剂用量对复合材料硬度、强度等力学性能以及密度、光泽度等物理性能的影响,采用扫描电子显微镜观察复合材料的断面形貌。研究发现,随着废PMMA含量、玻化微珠用量和引发剂用量的变化,复合材料的力学性能和物理性能受到不同程度的影响。研究结果表明:在废PMMA质量分数为25%～30%,玻化微珠用量为20%～25%(质量分数),引发剂用量为0.26%(质量分数)时,复合材料的综合性能优良。采用硅烷偶联剂KH-560处理玻化微珠,可有效地提高复合材料的力学性能和光泽度,为建筑装饰领域提供一种新的装饰材料。     

碳纳米管/导电高分子功能复合材料的合成与应用

碳纳米管/导电高分子复合材料由其优异的电学特性引起了研究者的广泛关注,主要总结了国内学者在碳纳米管表面修饰技术的基本原理;碳纳米管/导电高分子复合材料的合成方法;碳纳米管/导电高分子复合材料的电学相关应用的研究动态,展望了碳纳米管/导电高分子复合材料的可控合成与功能性应用之间的定量构效关系,针对制备高性能的碳纳米管/导电高分子复合材料提出了建议。     

Cu@rGO纳米复合材料的制备及催化性能

采用一步还原法制备Cu@rGO纳米复合材料,通过透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)等方法对Cu@rGO纳米复合材料的结构和形貌等进行了表征,并采用紫外-可见吸收光谱法(UV-Vis),以有机染料罗丹明B(RhB)为模拟污染物考察了其在NaBH4作用下的催化降解性能。结果表明,原料配比rGO:Cu=1:3时,制备的Cu@rGO复合材料中纳米铜呈类球型颗粒,具有极小的纳米尺寸(2.10nm)且粒径分布窄,染料降解实验表明rGO:Cu=1:3的Cu@rGO纳米复合材料对RhB催化降解效果显著,且经过6次循环使用后,其催化活性没有明显变化。