增强体织物组织结构对曲面复合材料力学性能的影响

为了探究曲面复合材料中增强体织物组织结构对其力学性能的影响,采用不同组织结构（平纹、斜纹、缎纹、无纬结构）的玄武岩织物,浸渍在环氧树脂与固化剂混合溶液中,在特制模具中加压复合成型制备了一系列曲面复合材料。采用3点弯曲试验法对曲面复合材料的弯曲强度和弯曲模量进行了测试,并且研究了曲面复合材料的冲击性能以及顶破强力及其破坏机理。结果表明,平纹增强体的玄武岩曲面复合材料弯曲性能最佳;组织结构为缎纹的玄武岩曲面复合材料冲击性能最佳,弯曲强度和平纹相近,在顶破强力上缎纹结构略低于斜纹结构。     

基于纤维包覆法制备碳纤维增强热塑性复合材料

采用热塑性长丝包覆碳纤维束和热压法制备单向碳纤维增强复合材料,测试了试样的拉伸和冲击性能,研究了长丝包覆在树脂浸润过程中缩短流程的作用。同时,采用了多向包覆法制备了聚酯/芳纶长丝包覆碳纤维束并得到单向碳纤维增强复合材料,包覆芳纶进一步提高了热塑性复合材料的力学性能,结果表明:和碳纤维增强聚酯复合材料相比,芳纶/碳纤维增强聚酯复合材料拉伸强度增加了22.8%和49.5%,冲击强度增加了65.8%和45.6%。     

碳纤维/聚酯纤维混杂环氧树脂复合材料制备 及其性能研究

为了探究织物组织结构、铺层角度对复合材料力学性能的影响,采用真空辅助树脂传递模塑工艺,设计并制备不同织物组织结构（平纹和2/2斜纹布）和不同的铺层角度（0°、45°、90°）共计6种碳纤维/聚酯增强层合板和1种碳纤维增强层合板,对所有样品进行弯曲和摆锤冲击实验。实验结果表明,聚酯纤维的加入有效改善了复合材料的韧性;相比斜纹、平纹组织具有更多的交织点,表现出优异的能量吸收能力;铺层角度的不同导致材料在不同方向上两种纤维含量的不同,造成在特定方向上刚韧性表现不同。研究结果表明聚酯纤维的加入可以在降低材料成本的同时改善碳纤维复合材料的综合力学性能。     

芳纶/碳纤维混杂机织复合材料的力学性能研究

分别以芳纶和碳纤维(CF)为经、纬向纱,采用小样织机制备了不同经纬密度的芳纶/CF混杂平纹织物;以环氧树脂为基体,采用真空辅助树脂转移成形方法制备芳纶/CF混杂织物增强复合材料(简称复合材料);分析了复合材料的力学性能。结果表明:在经向纱(简称经纱)、纬向纱(简称纬纱)的纤维种类分别相同时,复合材料的弯曲强度随经向密度增大而增大;以芳纶为经纱时,复合材料的弯曲模量和拉伸模量随着经纱的密度增大而减小,而复合材料的拉伸强度和断裂伸长率随着经纱密度的增大而增大;以CF为经纱时,复合材料的弯曲模量随着经纱密度的增大而增大,且弯曲强度和弯曲模量均高于以芳纶为经纱时的复合材料。     

混杂复合方式对聚丙烯复合材料性能的影响

利用混杂原理将增强体纤维与基体成分相同的纤维混合针刺,再与基体树脂膜层压复合。通过对复合材料力学性能的测试,讨论了新的复合方式及层压工艺对复合材料力学性能的影响。结果表明,新的复合方式对复合材料的力学性能有较大影响,特别是混杂纤维含量对复合材料力学性能的影响,且混杂复合工艺对复合材料力学性能的影响大于传统复合工艺对复合材料力学性能的影响。     

静电纺中空结构碳纳米纤维制备与应用研究进展

中空结构碳纳米纤维(HCNFs)是多孔碳纳米纤维材料中的一种,展现出较高的比表面积、发达的孔隙结构以及更多的活性位点,在能源存储器件、过滤和吸附材料、催化剂载体等新兴领域应用广泛。本文综述了HCNFs研究开发的新进展,介绍了HCNFs单轴静电纺丝法和同轴静电纺丝法两种制备方法。主要介绍了HCNFs的复合与掺杂,改变或提高HCNFs的性能,进而扩展HCNFs应用领域。重点介绍了HCNFs在锂二次电池领域、催化领域、超级电容器领域以及吸附领域的应用现状,并对未来HCNFs的发展方向进行了展望,以期为HCNFs的研发提供参考。     

静电纺聚丙烯腈/线性酚醛树脂碳纳米纤维电极的制备及其性能

为研究炭化温度对碳纳米纤维电极性能的影响,采用静电纺丝法制备了聚丙烯腈/线性酚醛树脂(PAN/PF)纳米纤维,然后经不同温度炭化处理得到不同结构与性能的碳纳米纤维,并制备成电极材料。对碳纳米纤维的表面形貌、比表面积、孔结构、石墨化程度和元素含量,以及碳纳米纤维电极的电化学性能进行测试与表征。结果表明:PAN/PF碳纳米纤维具有高的比表面积、分级多孔结构、良好的纤维连通以及优异的石墨化程度;当炭化温度为1 000 ℃时,碳纳米纤维的比表面积达到1 468 m²/g,总孔体积为0.89 cm³/g,相应电极的比电容达到395 F/g;当炭化温度为1 200 ℃时,碳纳米纤维的导电性能最佳,电导率为8.23 S/cm,其制备的电极材料具有最高的比电容保持率,为63%。     

聚氨酯/聚偏氟乙烯六氟丙烯纳米纤维疏水海绵的制备及吸油性能研究

在较小接受距离6 cm和高相对湿度90 %下,通过静电纺丝技术,成功制备聚偏氟乙烯六氟丙烯（PVDFHFP）纳米纤维功能化商用聚氨酯疏水吸油复合海绵。采用扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪和X射线衍射仪对材料的形貌结构进行表征,并研究了复合海绵的吸油性能。结果表明,由于N,N-二甲基甲酰胺（DMF）溶剂的作用,PVDFHFP纳米纤维与聚氨酯在界面处有部分溶解混合,从而达到较强结合力。功能化后复合海绵具备疏水特性和优良吸油能力;吸油能力分别为：橄榄油30.8 g/g、润滑油25.2 g/g、二甲基硅油16.8 g/g、正己烷26.4 g/g;同时,该海绵具备优异的重复使用性,连续使用50次,吸油量仍能保持原有的97.2 %。     

偶联剂对小麦秸秆/PP复合材料力学性能的影响

通过接触角测量仪测试KBM-403偶联剂处理前后秸秆表面的亲水性,并利用扫描电镜观测秸秆表面形貌,用X光电子能谱对秸秆改性前后元素种类和含量进行表征。采用热压成型法制备了小麦秸秆/聚丙烯（PP）复合材料,研究浓度为1%、4%、7%、10%的KBM-403偶联剂处理小麦秸秆后,对于秸秆/PP复合材料力学性能的影响,研究结果表明：偶联剂处理后,秸秆表面疏水性增强,观测到表面形成薄膜。随着偶联剂浓度的增加,秸秆/PP的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度呈先增大后减小的趋势。当偶联剂的浓度为1%时,拉伸强度和弯曲强度达到最大,分别为6.69 Mpa、12.74Mpa。当偶联剂浓度为4%时,其冲击强度达到最大为19.65KJ/m2。     

纤维包覆对环氧树脂/碳纤维复合材料弯曲性能的影响

采用聚对苯撑苯并噁唑纤维(PBO)长丝缠绕增强碳纤维(CF)束,并通过真空辅助树脂转移成型法制备了环氧树脂/PBO-CF复合材料。采用三点弯曲试验法对包覆纤维增强复合材料的弯曲强度和弯曲模量进行了测试,并利用扫描电子显微镜观察材料的弯曲破坏模式,研究了包覆纤维对材料压缩破坏过程和界面性能的影响。结果表明,纤维包覆可以提升CF复合材料的弯曲强度,其中单向、双向旋转缠绕方式可分别提高20%、36%;三点弯曲的破坏都是在压缩面产生的,纤维包覆复合材料的破坏过程是由于一束纤维的整体压缩屈曲造成了破坏,而非单根纤维的屈曲破坏;PBO-CF和环氧树脂的界面性能较差,阻碍了长丝缠绕增强纤维束复合材料弯曲性能的进一步提升。