螺杆类型对玻纤增强液晶聚合物二次料流变及力学热学性能的影响

研究了挤出过程中螺杆类型的变化对玻纤增强液晶聚合物二次料(RLCP-6130)流变、力学、热学性能的影响。结果表明,采用长径比为30∶1、直径为30mm的单螺杆挤出,RLCP-6130的流变和热性能下降幅度最低,玻纤平均长度和力学性能下降幅度分别低于8.4%和7.6%。随着单螺杆长径比和直径的增加,复合材料在挤出过程的停留时间加长,受到的剪切作用也增加,材料的玻纤平均长度、力学和热学性能下降幅度增加。RLCP-6130采用双螺杆(L/D=30,Φ=30mm)挤出时,玻纤平均长度和力学性能下降幅度分别超过50%和21%,剪切黏度和热学性能也出现最大幅度的降低。     

螺杆结构及转速对玻璃纤维增强PA66复合材料力学及流变性能的影响

通过改变挤出机的螺杆结构及螺杆转速,研究了熔融挤出过程中,剪切强度的变化对聚酰胺66/玻璃纤维复合材料力学及流变性能的影响。结果表明,当螺杆后段的捏合块数量由7块减少到4块,且螺杆转速为120r/min时,熔体受到的机械剪切应力最小,在挤出过程中有效地减少了玻纤的断裂,使其平均长度最长,复合材料的力学性能最高。聚酰胺66中加入玻璃纤维能显著影响复合材料的流变行为,玻纤的平均长度越长,与基体间的作用就越强,共混体系的复数黏度及动态储能模量也越高。     

玻纤质量分数对长玻纤增强聚丙烯水驱动弹头辅助注塑管件的影响

分别以玻纤质量分数10%,20%,30%和40%的长玻纤增强聚丙烯（LGFRPP）材料制取一系列水驱动弹头辅助注塑（W-PAIM）管件。探究了玻纤质量分数对玻纤断裂长度、纤维取向、壁厚以及耐压性的影响。结果表明,随着玻纤质量分数的增加,玻纤断裂长度在较长区间内占比降低;不同玻纤质量分数的W-PAIM制件在壁厚层的取向不同,水道层的玻纤沿流动方向取向较模壁层和中间层更好,当玻纤质量分数为10%与40%时,水道层玻纤取向度最好,玻纤质量分数为20%时,中间层取向最差,玻纤质量分数为30%时,模壁层的玻纤取向较好;随着玻纤质量分数的增加,WPAIM管件壁厚呈先增加后减小再增加的趋势;随着玻纤质量分数的增加,管件的耐压性先增加后减小最后又增加,当玻纤质量分数为20%时,耐压性最好。     

纤维长径比对环氧复合材料动态力学性能的影响

本文研究不同纤维长径比对碳纤和玻纤环氧复合材料动态力学性能的影响.结果表明,随长径比的增大,材料的力学内耗下降而模量增加;在低长径比,碳纤复合材料的内耗值比玻纤复合材料的高.达到一定长径比后,内耗值和模量值趋于连续纤维复合材料的值.温度越高,基体模量下降,达到相同纤维刚度的使用效率所需要的长径比就越大.用材料在外载荷或热缩应力作用下,纤维及其界面上沿纤维方向上的应力大小和分布随长径比的变化规律解释上述现象.     

短切玻璃纤维增强硬质聚氨酯的弹性模量

采用一步法制备玻纤增强硬质聚氨酯的复合材料(RPU).不同长径比的玻纤增强RPU的性能差异显著.长径比为40的玻纤表现出最优的增强性能.当玻纤用量为10%时,长径比为20、40和100的玻纤增强材料的弹性模量分别为9.39MPa、10.5 MPa和9.59MPa,其中长径比为40的玻纤增强材料的弹性模量比未增强的增加了55%,而长径比为20和100的玻纤增强分别为38.7%和41.7%;该材料增强的压缩弹性模量与拉伸弹性模量规律几乎一致.SEM图表明适宜长径比的纤维本身的拉伸强度对增强硬泡塑料的力学性能起到了重要作用.     

PA66短纤维用于提高聚甲基乙撑碳酸酯力学与热学性能的研究

聚甲基乙撑碳酸酯(PPC)分子间作用力较低、力学和热学性能较差,通过双螺杆挤出制备PPC/PA66短纤维复合材料,促进PA66短纤维与PPC形成氢键作用力,有利于提高PPC材料的综合性能。红外光谱分析结果表明PA66短纤维的羰基与PPC分子链中的羟基之间形成了氢键,PA66短纤维的引入提高了PPC的力学性能和热学性能。当短纤维含量为20%(质量分数)时,复合材料的缺口冲击强度提高了315.8%,初始分解温度和玻璃化温度分别提高了32.2和3.8℃。当短纤维含量继续增加至30%(质量分数)时,由于高含量的纤维之间容易发生团聚,导致复合材料的力学性能略有下降。PPC力学和热学性能的显著提高,主要原因是氢键作用力的形成和PA66短纤维受力后发生的拉丝形变所引起。     

轮胎胶应力诱导脱硫及热塑性弹性体的制备

采用提高双螺杆挤出机螺杆转速的高剪切应力诱导方法,研究了螺杆转速、挤出反应温度及螺杆长径比对脱硫轮胎胶共混物凝胶含量、熔体流动速率和溶胶红外吸收光谱的影响。研究了脱硫工艺条件对脱硫轮胎胶/HDPE/EPDM热塑性弹性体力学性能的影响。实验结果表明,挤出机的高剪切应力作用,可诱发轮胎胶粒中交联网络的断链和氧化降解作用,引起脱硫共混物凝胶含量的下降、熔体流动速率的增加和脱硫共混物溶胶分子链中醚键、酯键、过氧酸和磺酸酯基团的明显增加。挤出机螺杆转速越快、挤出反应温度越高或螺杆长径比越大,其所得热塑性弹性体中未脱硫凝胶颗粒尺寸就越小。     

短玻纤增强聚丙烯注射压力对微观结构和力学性能影响

报道了短玻纤增强聚丙烯复合材料中玻纤及注射压力对材料微观结构和力学性能的影响规律。实验结果表明: 随着玻纤含量提高, 复合材料的拉伸强度提高, 而断裂伸长率、冲击强度和熔体流动速率则下降。注射压力提高, 拉伸试样芯层中玻纤的平均取向角下降, 取向度提高, 因而拉伸强度增大, 冲击强度下降。皮层结构中玻纤沿熔体流动方向高度取向。聚丙烯球晶尺寸随玻纤含量增加而变小, 规整度也变差, 至40% 时, 聚丙烯已难以形成规整的球晶结构。     

基于离散元法的双组份复合涂料搅拌螺杆参数优化

为了提高双组份复合涂料的混合均匀度，对搅拌螺杆的参数进行优化。以混合销钉式搅拌螺杆为对象，建立其三维模型后导入EDEM软件，然后基于离散元法对双组份复合涂料在该搅拌螺杆中的搅拌过程进行仿真分析，研究了螺杆的转速、螺距和长径比对混合均匀度的影响。最后通过单轴压缩实验对螺杆参数优化后的搅拌效果进行了对比验证。结果表明：螺杆转速、螺距和长径比分别通过改变颗粒抛撒程度、螺旋叶片间隙和螺杆长度来影响复合涂料的混合均匀度；稳定出料后，螺杆转速为200 r/min、螺距为80 mm、长径比为5.57∶1时的搅拌效果最佳；实验验证了利用优化后搅拌螺杆搅拌时复合涂料的力学性能优于手工搅拌时的。研究结果可为自动化搅拌螺杆的结构设计和参数优化提供理论依据。     

LGF/PBT/RP复合材料的玻纤长度与阻燃性能的相关性研究

采用不同长度的长玻纤增强聚对苯二甲酸丁二醇酯/红磷(LGF/PBT/RP)阻燃复合材料,通过光学显微镜、燃烧性能测试、扫描电镜(SEM)、动态热机械分析(DMA)和力学性能测试等研究了玻纤长度与阻燃性的相关性。结果表明:随着玻纤长度增加,LGF/PBT/RP阻燃复合材料中玻纤的实际有效长度分布先向玻纤较长区域移动再向玻纤较短区域移动,玻纤在该基体中开始呈现均匀分散后逐渐出现团聚现象,且LGF/PBT/RP阻燃复合材料的垂直燃烧(UL-94)的燃烧时间、平均热释放速率(AvHRR)、总烟释放量(TSR)、总热释放量(THR)、平均有效燃烧热(Av-EHC)和火蔓延指数(FIGRA)呈先减小后增大的趋势,极限氧指数(LOI)则呈先增大后减小的趋势。这表明玻纤的实际有效长度增大,有助于提高LGF/PBT/RP阻燃复合材料的阻燃性能,即玻纤长度对LGF/PBT/RP阻燃复合材料的阻燃性有影响。     

注塑次数对玻纤增强阻燃PBT性能的影响

通过对五次注塑后的阻燃增强聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)材料进行性能测试,研究注塑次数对材料的力学性能和热学性能的影响及其变化规律.当注塑次数为三次时,材料的玻纤长度仅为590μm,PBT树脂特性黏度仅为0.52,且随着注塑次数的增加进一步下降.对材料的力学性能、热学性能进行测试,结果发现经过两次注塑后,其缺口冲击强度...     

玻纤改性及加工工艺对阻燃增强PBT性能的影响

采用硅烷偶联剂对玻璃纤维进行改性,并探讨螺杆转速和螺杆组合对阻燃增强聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)力学性能的影响。结果表明:改性玻纤提高了玻纤和基体界面的相互作用,复合材料的拉伸强度、弯曲强度和缺口冲击强度分别提高了10.6%、13%和19.6%;主机螺杆转速过高或螺杆组合的剪切过强都会使玻纤长度低于0.4mm而起不到增强作用,导致材料的力学性能下降。应在保证塑化的前提下,减弱螺杆的剪切,并适当辅与反向剪切块以提高增韧剂的分散性,方可制得综合性能优异的阻燃增强PBT复合材料。     

磨碎玻纤增强环氧树脂应变片基底材料的研究

以表面改性的磨碎玻纤为增强材料制备了环氧树脂薄膜作为传感器应变片的基底材料。考察了玻纤表面改性及添加量对材料性能的影响。结果表明,随着偶联剂用量、玻纤填充量的增加材料的拉伸强度和拉伸模量均先增大后减小。薄膜微结构表明,填充20wt%的改性玻纤增强材料中纤维能够更好的分散在树脂中,玻纤在材料内部比较集中的区域能够互相交叠。随着改性玻纤含量的增加材料的玻璃化温度和抗蠕变性能明显改善。结果证实,填充20wt%的1wt%KH-550偶联剂改性的磨碎玻纤的增强环氧树脂材料具有最佳的力学强度、耐热性和抗蠕变性能。     

静电植绒法处理多壁碳纳米管改性玻纤织物/环氧树脂复合材料的制备及力学性能

为提高玻纤增强环氧树脂复合材料的力学性能,采用静电植绒法将多壁碳纳米管(MWCNTs)附着在玻纤织物表面,得到改性的玻纤织物。利用一种低黏度的环氧树脂和所制得的改性织物,采用真空辅助成型工艺(VARI)制备了MWCNTs改性格玻纤织物/环氧树脂复合材料层合板,表征了层合板的力学性能。对进行力学实验后的MWCNTs改性玻纤织物/环氧树脂复合材料试样断口进行了SEM和OPM观察。结果显示:与未添加MWCNTs的玻纤织物/环氧树脂复合材料层合板相比,添加了MWCNTs的层合板的拉伸强度降低了10.24%,弯曲强度降低了13.90%,压缩强度降低了17.33%,拉伸模量和弯曲模量分别提高了19.38%和16.04%,压缩模量提高了13%;MWCNTs与玻纤织物之间的结合较弱,在拉伸作用下,存在明显的脱粘和分层;将改性玻纤织物在200℃下热压处理2h后,制备的MWCNTs改性玻纤织物/环氧树脂复合材料层合板的力学性能均有所提高,热压处理后树脂与玻纤织物之间的界面结合得到改善。     

短玻纤增强尼龙10T复合材料的热氧老化性能

通过熔融共混法制备短玻纤增强尼龙10T(SGF/PA10T)复合材料,采用DSC、DMA、红外光谱、力学测试等表征方法对240℃下SGF/PA10T的热氧老化性能进行研究。结果表明:热氧老化使SGF/PA10T的初始结晶温度有所增加,玻纤与PA10T基体之间的界面作用减弱,阻尼性能下降;随着热氧老化时间的延长,复合材料的玻璃化转变温度先增加后减小,通过Arrhenius方程对SGF/PA10T发生玻璃化转变时的活化能进行计算,结果进一步证明热氧老化影响分子链的活动能力,并且PA10T分子链在老化初期发生微交联;同时热氧老化显著降低SGF/PA10T的力学性能,当老化天数为50d时,拉伸强度、弯曲强度和缺口冲击强度保持率分别为18.4%,9.8%和37.7%。     

玻纤表面动态润湿行为

提出了采用线性回归处理分析玻纤与浸润液体动态润湿的新方法,结合高精度电子天平,表征了玻纤表面动态润湿性能。研究结果表明：在玻纤表面动态润湿过程中,随着润湿速度的增加,动态接触角有增大的趋势,玻纤与去离子水、乙二醇、760E环氧、CYD128环氧的接触角分别由66.04°、42.21°、51.31°、73.90°增加到69.05°、46.95°、74.58°、170.06°,玻纤表面可润湿性能下降。玻纤表面动态润湿过程中,黏度越大,随着润湿速度增加,可润湿性能下降越快,即玻纤与CYD128环氧体系的接触角下降96.16°,而与760E环氧树脂和乙二醇的接触角下降分别为23.27°和4.74°。基于新方法的玻纤表面动态润湿系统中,玻纤所受作用力随三相接触线移动速率和浸润液体黏度的增加而增大。     

长玻纤增强尼龙66复合材料的耐化学腐蚀性能研究

在自制的装置中用硅烷偶联剂KH550对长玻纤(LGF)进行表面处理之后,采用熔融共混法制备了尼龙66/玻纤复合材料,并通过力学性能测试和扫描电镜分析研究了其在10%盐酸、10%氢氧化钠、乙二醇和120#溶剂油等4种介质中的耐化学腐蚀性能。结果表明,10%盐酸溶液对尼龙66原样的腐蚀最为严重,在盐酸中浸泡7d后其拉伸强度和弯曲强度分别只有原来的44.4%和20.2%,玻纤的加入明显减缓了盐酸对尼龙66的腐蚀,7d后复合材料的拉伸强度和弯曲强度分别为原来的68.0%和48.6%。其次是10%的氢氧化钠溶液;再者是乙二醇;120#溶剂油对复合材料综合力学性能的影响不大。玻纤的加入有效阻止了尼龙66的酸解、碱解以及醇解的程度,在一定程度上提高了复合材料物理力学性能的保持率。     

建筑节能用玻纤复合材料的制备及其性能研究

选择以环氧树脂E51为基体，玻璃纤维为增强相，间苯二胺为固化剂，玻璃纤维掺杂量为环氧树脂和固化剂总质量的0,5%,10%,15%和20%,制备出了玻纤复合材料。研究了不同玻璃纤维掺杂量对玻纤复合材料微观形貌、孔径分布、力学性能及导热性能的影响。结果表明，掺入适量的玻璃纤维后提高了环氧树脂各部分与纤维之间的结合强度，从而改善了玻纤复合材料的致密性，减小了平均孔径、孔体积和孔隙。当玻璃纤维的掺杂量为15%(质量分数)时，玻纤复合材料的孔洞和缺陷数量最少，结合强度和致密性最佳，孔体积最小为0.95 cm³/g,平均孔径最小为26.3 nm,孔隙率最低为0.93%。随着玻璃纤维掺杂量的增加，玻纤复合材料的抗拉强度、断裂延伸率和抗折强度均先增高后降低，导热系数先降低后增大。当玻璃纤维的掺杂量为15%(质量分数)时，抗拉强度、断裂延伸率和抗折强度均达到最大值，分别为45.10 MPa, 1.61%和39.60 MPa;导热系数最低为0.021 W/(m·K),保温性能最佳，在建筑节能材料的开发与应用方面具有广阔的前景。     

超临界流体辅助醋酸纤维素溶液加工的流变性能

为了改善二醋酸纤维素(CDA)加工的流变性能,采用超临界二氧化碳辅助CDA溶液单螺杆挤出加工,通过狭缝流变仪进行流变测试,研究了注入超临界二氧化碳和加工条件(挤出温度、溶剂含量)对CDA溶液流变行为的影响。结果表明,CDA溶液和CDA/CO_2溶液体系均是非牛顿假塑性流体;CDA溶液和CDA/CO_2溶液体系的剪切黏度随着挤出温度或溶剂量的增加而降低;注入超临界二氧化碳显著降低了CDA溶液的黏度、挤出温度、剪切黏度对温度的敏感程度、口模压力和溶剂量,提高CDA溶液的挤出流量和非牛顿指数。随着温度升高,6 r/min和8 r/min时CDA/CO_2溶液体系黏度下降值大,黏度降低值可以达到47.93%;同一溶剂含量下,6 r/min时注入超临界二氧化碳后CDA溶液黏度下降值较大,降低值可以达到48.10%。     

聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯发泡材料的制备及性能

通过熔融挤出法制备一种生物可降解缓冲包装材料聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯,并测试其表观密度、热学性能、红外光谱及缓冲性能。利用正交实验的极差分析筛选出发泡最佳工艺,通过差示扫描量热分析仪、傅里叶变换红外光谱、质构仪分别测试缓冲包装材料的热学性能和缓冲性能。结果显示,最佳发泡工艺为发泡剂碳酸氢钠添加量为20%,发泡温度为140℃,发泡时间为25 min,其表观密度为0.18 g/cm~3;NaHCO_3在发泡材料中无残留;30 mm厚的缓冲材料缓冲效果最佳。