注塑成型光学制品折射率分层模拟与实验研究

与玻璃制造光学制品相比,高分子注塑光学制品具有质量轻、易加工、抗冲击性好等优点,在航空航天、精密透镜等高端领域得到广泛应用。然而受注塑过程复杂压力场、温度场的耦合作用,注塑透明制品折射率通常呈非均匀的分布,存在角偏差、光畸变等光学缺陷。因此,开展注塑工艺对其折射行为影响的模拟与实验研究,对实现折射率可控光学制品的成型具有重要意义。基于Hele Shaw注塑理论和Lorentz Lorenz物理光学理论,构建了注塑光学制品厚度方向折射行为分层预测模型,开发了相关模拟程序,基于自主研发的注塑模软件ZMold实现了注塑过程与折射率分布的一体化模拟。以聚碳酸酯注塑平板件为例,利用Brewster法对折射率模拟结果进行了验证。该方法成功应用到神舟系列航天舱外服面窗的研制。     

钢板基聚氨酯防护材料的耐冲蚀磨损性能研究

研究了不同冲蚀颗粒粒径对不同厚度热塑性聚氨酯(TPU)冲蚀磨损性能的影响,分析了不同厚度TPU在不同粒径颗粒冲击下的失效机制,并测量了TPU在侵蚀过程中温度的变化。结果表明:以钢板为基底的TPU防护层,在两种粒径冲击下,TPU厚度为0.75 mm时其耐侵蚀性能均为最好;在颗粒的冲击下,TPU内部温度的聚积不可忽略,经拟合得到第1层表面温度在冲击力的作用下高达85℃。     

注塑成型光学制品折射率分层模拟与实验研究

与玻璃制造光学制品相比，高分子注塑光学制品具有质量轻、易加工、抗冲击性好等优点，在航空航天、精密透镜等高端领域得到广泛应用。然而受注塑过程复杂压力场、温度场的耦合作用，注塑透明制品折射率通常呈非均匀的分布，存在角偏差、光畸变等光学缺陷。因此，开展注塑工艺对其折射行为影响的模拟与实验研究，对实现折射率可控光学制品的成型具有重要意义。基于Hele Shaw注塑理论和Lorentz Lorenz物理光学理论，构建了注塑光学制品厚度方向折射行为分层预测模型，开发了相关模拟程序，基于自主研发的注塑模软件Z-Mold实现了注塑过程与折射率分布的一体化模拟。以聚碳酸酯注塑平板件为例，利用Brewster法对折射率模拟结果进行了验证。该方法成功应用到神舟系列航天舱外服面窗的研制。     

注塑成型导电高分子复合材料研究进展

综述了注塑成型导电高分子复合材料(CPCs)的典型微观结构,总结了提高注塑成型CPCs力学性能和电性能的方法,提出了优化工艺并进行复合材料微观结构设计是拓宽注塑成型CPCs应用领域的关键。     

碳纳米管吸附的电纺PA66纤维束

采用超声的方法将多壁碳纳米管(MWNTs)超声到静电纺丝聚酰胺66(PA66)纤维上。通过扫描电子显微镜(SEM)、力学性能测试以及万用电阻表来表征超声前后纤维束的形貌、力学性能以及超声处理后纤维束的电阻。结果表明,经超声处理后MWNTs均匀地附着在纤维表面,纤维束的强度及韧性均有明显的提高,纤维束的电阻分布在150~230 kΩ,极优的导电性表明MWNTs在纤维表面分布均匀,这同时也说明碳管与PA66纤维之间具有较强的界面相互作用。     

溶液浸润法制备高强度静电纺PA 66纤维膜-TPU复合材料

通过溶液浸润的方法制备PA 66纤维膜-TPU复合纤维膜。采用扫描电镜(SEM)观察经TPU溶液浸润前后纤维膜的形貌;力学性能测试表征浸润前后纤维膜的力学性能。结果表明:浸润后复合膜的力学性能大幅度提高。此外,通过循环拉伸和应力松弛试验进一步研究纤维与基体之间的界面相互作用。     

CB/PLA与CB/RF/PLA导电高分子复合材料气敏性能对比

通过熔融共混法制备了炭黑(CB聚乳酸(PLA和CB/苎麻纤维(RFPLA导电高分子复合材料(CPCs。扫描电镜(SEM观察发现导电填料在CB/PLA中分散良好。通过预混合的方法,可以先使CB和PLA良好接触,随后的熔融加工过程中,CB/RF/PLA中CB粒子分布在RF附近,这种纤维搭接的CPCs逾渗值比CB/PLA更低。气敏测试对比研究发现,含RF的导电复合材料在不良溶剂中响应度高,重复性好;在良溶剂中,响应时间长,气敏稳定性好。为制备逾渗值低,气敏性能优良的可降解CPCs提供了新思路。     

热压成型和注塑成型CF/PP复合材料的力学性能对比

通过热压成型和注塑成型2种不同加工方法制备了碳纤维(CF)/聚丙烯(PP)导电复合材料,对比了2种复合材料的力学性能,结果表明注塑成型的CF/PP具有较高的拉伸强度和弹性模量。结合扫描电子显微镜观察,分析了这2种加工方法对CF/PP复合材料的微观结构和力学性能的影响。     

大丝束CF/EP汽车地板VARTM模拟与高温力学性能

汽车轻量化是全球面临的共同问题,采用更具成本优势的大丝束碳纤维（CF）增强复合材料是实现汽车轻量化结构化的重要途径。然而,大丝束碳纤维在液体成型时,单束过多的纤维丝易导致纤维束内微观浸润困难,易产生干斑、气泡等缺陷。同时,传统的汽车电泳烘干工艺对复合材料的高温性能提出了挑战。鉴于此,本文采用0°/90°双轴向缝编大丝束碳纤布和耐高温环氧树脂（EP）,开展了纤维渗透率测试和汽车地板真空辅助树脂传递成型（VARTM）模拟优化研究,设计、制造了成型模具,成功试制出汽车地板样件,超景深显微镜观测显示纤维束内和层间浸润良好,无明显缺陷。高温在线拉伸和应变测试显示,温度对材料拉伸模量影响显著而对强度影响不大,180℃高温下应变恢复能力良好,表明该材料在高温下仍具备较好的强度和抗蠕变性能,该结果对指导复合材料能否通过传统汽车的电泳烘干工艺具有重要意义。     

埃洛石纳米管对熔纺HDPE纤维结晶行为和晶片扭曲的影响

采用熔融纺丝法制备了高密度聚乙烯(HDPE)/埃洛石纳米管(HNTs)复合纤维。利用差示扫描量热法研究了HNTs对HDPE基体非等温结晶行为的影响,利用二维广角X射线衍射研究了熔融纺丝过程中的卷曲速度和加入HNTs对HDPE/HNTs复合纤维中HDPE基体晶片扭曲行为的影响。结果表明:HNTs在HDPE中起成核剂的作用,提高了HDPE基体的起始结晶温度和最大结晶温度,缩短了半结晶时间。随着卷曲速度的升高和HNTs含量的增加,HDPE基体晶片扭曲程度逐渐降低。