单聚合物复合材料研究进展

综述了单聚合物复合材料的种类、制备方法及其研究现状,着重分析了各种制备方法的优缺点,最后就单聚合物复合材料的前景进行了展望。指出聚砜酰胺基单聚合物复合材料玻璃化转变温度高于300℃,热分解温度超过420℃,热稳定性和阻燃性能均优异,有望成为新一代航空材料;借助静电纺丝技术使材料纳米或微米化,其制备的单聚复合材料力学性能有大幅提高;单聚合物复合材料在航空航天、汽车工业等领域的应用是今后的研究重点;单聚合物复合材料在生物领域有很大的应用前景。     

玻璃纤维增强酚醛树脂复合材料摩擦磨损性能研究

对几种玻璃纤维织物增强酚醛树脂复合材料进行了双向滑动摩擦试验,考察织物结构和基体树脂对复合材料的摩擦磨损性能的影响。研究结果表明:通过添加自润滑颗粒可提高复合材料的摩擦磨损性能,其中石墨的耐摩擦磨损效果比聚四氟乙烯(PTFE)显著;织物结构对复合材料摩擦性能的影响,主要受控于织物的表面粗糙度和织物结构对复合材料树脂体积分数的影响。此外,复合材料存在一个较优的树脂体积分数范围,在此范围内,复合材料的摩擦磨损性能较为优异。     

冷等离子处理对炭纤维表面及复合材料性能的影响

空气气氛下对T300炭纤维进行不同时间的等离子处理。对处理后的炭纤维表面进行了扫描电镜(SEM)观察,对表面活性基团进行了红外光谱测试。结果显示,随着处理时间的增长,纤维表面沟槽长度加长,程度加深,表面粗糙度增大。纤维表面并没有明显的活性基团产生。将处理后的炭纤维制备成单向增强板,测得试样的弯曲模量达到109GPa;弯曲强度在处理时间为16min之内增加较快达到1241.5MPa,超过16min之后开始下降。等离子处理前后的力学性能相比,弯曲模量提高了50.97%,弯曲强度提高了46.89%。实验结果显示,等离子处理16min能够得到比较好的界面结合性能和力学性能。     

纳米催化剂FeS的制备及其在气相生长碳纤维中的应用

采用超声均相沉淀法,以硫代乙酰胺和硫酸亚铁铵为原料,通过调整溶液pH值,并借助表面活性剂防止颗粒团聚,在常温下合成了均匀分散的FeS纳米颗粒.X射线衍射和透射电镜(TEM)分析表明颗粒直径为40～50nm.将制备的FeS溶液涂在陶瓷板上进行化学气相沉积,得到了大量直径为5～8μm的气相生长碳纤维.     

聚合物浸渍裂解法制备C/C-ZrC复合材料及其性能

本文以低密度C/C复合材料为坯体,有机锆聚合物为前驱体,采用聚合物浸渍裂解法(PIP)制备C/C-ZrC复合材料,并对其微观结构、力学性能、烧蚀性能以及烧蚀机理进行了研究。结果表明ZrC在材料内分布均匀,密度为2.05g·cm~(-3)的C/C-ZrC复合材料其弯曲强度为89.70MPa,呈脆性断裂。经氢-氧焰烧蚀150s后其线烧蚀率为-2.2×10~(-3)mm·s~(-1),质量烧蚀率为-1.0×10-3g·s~(-1),远低于密度为1.86g·cm~(-3)的C/C复合材料(线烧蚀率:4.4×10~(-3) mm·s~(-1),质量烧蚀率:7.5×10~(-4)g·s~(-1));在烧蚀的过程中,ZrC表现出优先氧化,同时生成的ZrO_2阻挡层能有效阻挡热量的传递和氧气的渗透,提高了材料的抗烧蚀性能。     

聚砜酰胺基单聚合物复合材料的热性能及降解动力学

采用热重分析对作为耐高温材料使用的聚砜酰胺基单聚合物复合材料(PSA SPCs)进行热性能研究。通过计算积分程序分解温度(IPDT)和温度指数Ts分别评价材料的热稳定性和长期使用温度,通过计算温度指数Tzg来表征耐热性能。PSA SPCs的IPDT、Ts以及Tzg分别为1305℃,248℃和255℃,而PSA树脂材料相对应的参数值依次是1162℃,243℃和244℃,表明PSA SPCs的热性能优于PSA树脂材料。采用不同升温速率,分别用Flynn-Wall-Ozawa法和Kissenger法研究其热降解动力学,计算得到反应活化能(Ea)分别为152.26 k J/mol,146.85 k J/mol,优于PSA树脂材料的Ea值(133.54 k J/mol,127.88 k J/mol)。     

类金刚石表面改性C/C复合材料的摩擦磨损性能

采用等离子体增强化学气相沉积法在C/C复合材料基底表面制备了不同厚度的类金刚石（DLC）表面改性膜;用球-盘对磨的方式测试了C/C复合材料基底和DLC膜在干态下的摩擦磨损性能。结果表明:制备的表面改性膜具有典型的DLC结构特征,均匀致密;随着沉积时间的延长,DLC膜厚度逐渐增大,膜基结合强度依次减小;C/C复合材料基底的平均摩擦因数为0.285 8,磨损率约为1.6×10^-4mm³·N^-1·m^-1,表面改性膜的摩擦因数较基底有较大程度的降低,在0.08～0.27之间,磨损率也降低了1～2个数量级,且沉积时间越长其摩擦因数越小、磨损率越低。     

最概然Malek法分析TDE 85/MeNA环氧树脂体系固化机理

 采用非等温DSC法对三官能团环氧树脂TDE 85与甲基纳迪克酸酐（MeNA）固化体系进行了放热特性分析,升 温速率分别为5k/min、10k/min、15k/min、20k/min、25k/min及35k/min。在此基础上重点提出最概然Malek Flynn Wall Ozawa分析法,对其固化反应机理进行固化动力学参数分析,建立了能够正确描述固化反应过程的机 理模型。该方法求得固化体系反应表观活化能为E=67.05kJ/mol,表观指前因子为A=5.05×109s 1,反应机理函数 为f(a)=22.24(1-a)1.76。最后通过实验数据对最概然Malek Flynn Wall Ozawa分析法进行验证,证明该方法 能够精确的描述固化反应过程和机理特征。     

高性能纤维长丝用抗静电剂的研制及性能测试

介绍了高性能纤维长丝专用抗静电剂的研制及应用方法,研究分析了有效组分磷酸酯、丙二醇嵌段聚醚、聚丙二醇和聚乙二醇对纤维质量比电阻的影响,确定了抗静电剂的最佳配方。同时,测试了加入抗静电剂前后芳纶1313、芳纶1414和聚酰亚胺(PI)长丝的质量比电阻及摩擦因数。结果表明:该抗静电剂对降低纤维质量比电阻有显著效果,当抗静电剂质量分数在0.4%左右时,各纤维长丝质量比电阻从(10~(12)～10~(13))Ω·g/cm~2降到10~7Ω·g/cm~2;随着抗静电剂用量的增加,动、静摩擦因数呈现先减小后增大的趋势。综合各项性能测试,抗静电剂的最佳质量分数为0.4%～0.6%。     

煤基碳泡沫综述

概述了煤基碳泡沫的发展概况。阐述了煤基碳泡沫的制备方法和应用,分析了RVC碳泡沫、中间相沥青基碳泡沫和煤基碳泡沫的结构和性能特点,并且展望了煤基碳泡沫的潜在应用和研究方向。