溶剂对VGCF/SMPU复合材料形态结构的影响

以气相生长碳纤维(VGCF)为填料,形状记忆聚氨酯(SMPU)为基体,溶剂分别使用NMP、DMF、THF,采用溶液共混法制备了气相生长碳纤维/形状记忆聚氨酯复合材料.利用紫外可见分光光度计、扫描电镜和光学显微镜等测试分析了不同溶剂对气相生长碳纤维分散性的影响及对复合材料形态结构的影响.结果表明:不同的溶剂对气相生长碳纤维的分散性和复合材料的形态结构有较大影响,其中NMP为制备气相生长碳纤维,形状记忆聚氨酯复合材料的最佳溶剂.     

表面改性处理对气相生长碳纤维的微观结构影响

为了使气相生长碳纤维(VGCF)能更好地作为高分子基体的增强材料，采用双氧水和硝酸(H₂O₂和HNO₃)二步处理法、硅烷偶联剂处理法及H₂O₂和HNO₃处理后再用硅烷偶联剂处理的联用改性法分别对VGCF进行表面改性处理，研究表面改性对VGCF微观结构的影响。利用AFM、FTIR、TG和XRD比较分析了改性处理对VGCF的表面微观结构、官能团、热稳定性和晶格等的影响。结果表明：3种处理方法对VGCF晶格无明显影响；H₂O₂和HNO₃二步处理法能在纤维表面接枝羧基等含氧基团；硅烷偶联剂处理法能使纤维表面接枝硅氧烷低聚物；H₂O₂和HNO₃处理后再用硅烷偶联剂处理联用改性VGCF，能使其表面接枝上更多的硅氧烷低聚物，有利于提高VGCF与高分子材料的亲和性。     

增强材料的排列形式对复合材料隔声性能影响的实验研究

为了探讨复合结构与隔声性能之间的关系 , 探索降低低频噪声的新途径 , 设计并制备了增强材料纵向排列和横向排列的玻璃纤维织物/聚氯乙烯复合材料 , 采用混响室2静音箱法对其隔声性能进行了测试分析。研究表明: 增强材料的排列形式对复合材料的隔声性能有明显的影响 , 复合材料的厚度超过 5 mm后 , 在相同厚度和面密度的条件下 , 纵向排列的玻璃纤维织物增强复合材料比横向排列的玻璃纤维织物增强复合材料对低频和低2中频的隔声性能好 ; 且随着复合材料厚度的增加其差异增大。因此 , 可以通过改变增强材料的排列形式来改善复合材料对低频和低2中频噪声的隔声性能。     

甲虫前翅结构中的优化设计

为了设计开发轻量型仿生复合材料,选择了独角仙和锹形虫两种甲虫前翅为仿生对象,用电子显微镜观察了这两种甲虫前翅结构上的异同,考察了甲虫前翅中的优化设计思路。结果表明: (1) 两种甲虫前翅均采用了以小柱为中空层的夹芯层状结构及框架结构的轻量型设计手法。 (2) 独角仙前翅为一次性式的十分经济的设计方式,而锹形虫则为耐用型设计方式。     

对称层合板复合材料的屈曲变形解析

提出了如何利用2 元多项式位移函数来分析层合板复合材料的屈曲问题。在解析中同时 考虑到层合板的面外剪切变形。解析表明屈曲载荷在多项式项数大于20 以上时趋于稳定, 可得到 高精度的解。本文并对对称角铺设层合板进行了系统地数值解析, 明确了在各种边界拘束条件下 材料的工程弹性系数, 层合板长宽比, 铺层数, 层合角对屈曲载荷的影响, 从而以达到优化设计。同 时, 验证了本解析法对任意边界条件下的层合板的屈曲解析是非常有效的。     

多层复合材料界面性能的新评价法

使用纤维／树脂界面的复合材料试验片．来评价纤维增强复合材料的界面性能，首先利用边界无法对该试验一片进行受力分析，得到该试验一片具有Ⅰ型裂纹或Ⅰ，Ⅱ型复合裂纹的应力分布。再用边界元解析法求得正则化应力强度因子与裂纹长的关系，从而求得几何形状函数、结合实验数据，可定量评价复合材料各种界面的性能。     

多层复合材料界面性能的新评价法

使用纤维／树脂界面的复合材料试验片，来评价纤维增复合的界面性能。首先利用边界元法对该试验一片进行受力分析，得到该试验一片具有Ⅰ型纹或Ⅰ，Ⅱ型复合裂纹的应力分布。     

己酸酯淀粉的制备及其上浆性能

为开发适合疏水性纤维特别是聚乳酸纤维经纱上浆的变性淀粉浆料品种,以己酸酐(CA)为酯化剂,通过改变其用量制备了不同取代度的己酸酯淀粉(CS)。对CS颗粒结构进行了红外光谱分析,探究了己酸酯化变性对淀粉浆液性能、浆膜力学性能的影响。结果表明:经己酸酯化变性后,淀粉浆液的黏度热稳定性、淀粉对聚乳酸和涤纶纤维的黏附性及淀粉膜的断裂伸长率均得到了提升,膜的断裂强度有所降低;CS对2种纤维的黏附力,在取代度小于0.025时逐渐提高,且在0.025时取得最大值,然后随取代度增加而有所降低;CS膜的断裂伸长率随取代度增大而提高,断裂强度逐渐降低;CS浆液的黏度热稳定性逐渐降低,但均高于酸解淀粉。     

磷酸酯-己酸酯化淀粉的制备及其浆膜性能

为降低淀粉膜的脆性,以改善淀粉浆料在经纱上浆中的使用效果,采用三聚磷酸钠和己酸酐为酯化剂,对酸解淀粉进行了磷酸酯-己酸酯化变性处理,以膜的断裂强度、断裂伸长率、水溶时间为评价指标,研究了双重酯化改性对淀粉膜性能的影响,并对改性前后淀粉所制备薄膜进行了X射线衍射表征分析。结果表明:这种复合改性不仅能够降低淀粉膜结晶度,明显提升淀粉膜断裂伸长率,降低其断裂强度,从而减少了淀粉膜的脆性,提升了其韧性,而且可以改善淀粉膜的水溶性;磷酸酯-己酸酯化淀粉(PCS)浆膜的断裂伸长率从3.15%(总取代度0.028)增加到3.91%(总取代度0.059),而断裂强度从32.8 MPa降低到28.1 MPa,显示这种复合改性对淀粉膜脆性的降低作用逐渐增强。     

评价复合材料界面的新方法

本文采用有限元解析法分析了ＤＣＤＣ试样，同时提出，ＤＣＤＣ试样用于评价复合材料界面特性和界面破坏能，是评价纤维／基体界面特征的一种有效方法，结果表明，圆孔偏移量ｂ＝０时，具有对称性圆孔的ＤＣＤＣ试样的应力分布表现为模型Ｉ，而≠０时，应力分布表现为混合模型，通过实验和数值解析探讨了界面破坏能的计算方法。