乙酸酐改性对芳纶/环氧复合材料的影响

为提高芳纶Ⅲ/环氧复合材料界面粘结强度,用乙酸酐分别在常温、50℃、75℃、100℃条件下对芳纶Ⅲ改性处理,分别用傅里叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪对改性前后芳纶Ⅲ纤维表面性质及性能进行表征.用处理前后的纤维与24A聚胺酯树脂按质量比为树脂∶纤维=1∶1.5的比例分别称取,将二甲苯溶解后的树脂溶液均匀地涂覆于处理过的纤维表面制成预浸料,然后用层压法将其制成复合材料.按照GB/T 1449-2005标准,分别测试其弯曲强度.结果表明:经改性处理过的纤维表面较未处理时含氧基团增加、表面变粗糙,制备的复合材料的弯曲强度较未处理时提高了35.8%.乙酸酐对芳纶Ⅲ改性处理的方法操作简便、效果显著,是一种非常有效的化学改性方法.     

纤维表面处理对芳纶/水泥砂浆复合材料力学性能的影响

为了改善纤维与水泥基材的界面黏结,利用低温等离子技术对芳纶纤维作表面处理,通过场发射扫描电镜(FE-SEM)观察处理前后芳纶纤维表面形貌的变化;采用二步法制备短切芳纶纤维增强水泥砂浆试样,利用万能试验机测试低温等离子处理前后试样的弯曲强度的变化。结果表明:低温等离子处理能够有效地改善芳纶纤维的表面形貌;当处理功率为100 W时,芳纶/水泥砂浆复合材料试样的弯曲强度从8.3 MPa提高到了10.5 MPa,提高了26.4%;当处理时间为20 min时,试样的弯曲强度从8.3 MPa增加到9.7 MPa;继续提高处理功率和延长处理时间,试样的弯曲强度反而下降。     

多巴胺仿生修饰及聚乙烯亚胺二次功能化表面改性超高分子量聚乙烯纤维

为提高超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维与环氧树脂之间的界面剪切强度,采用多巴胺仿生修饰及聚乙烯亚胺(PEI)二次功能化对UHMWPE纤维进行表面改性,并通过FTIR、XPS、SEM和单丝拔出实验等方法分析改性前后UHMWPE纤维的表面特征及UHMWPE/环氧树脂复合材料的界面剪切破坏情况.结果表明:经过多巴胺涂覆和PEI二次功能化后的纤维表面产生羟基和氨基等活性官能团;改性后的纤维表面粗糙度增加;改性前后纤维力学性能基本不变;改性后的UHMWPE纤维与环氧树脂之间的界面剪切强度有所增加,当PEI质量浓度为5 mg/m L时,PEI二次功能化后的UHMWPE纤维与环氧树脂之间的界面剪切强度为1.185 MPa,与未改性UHMWPE纤维复合材料相比,提高了65.27%.     

改性芳纶纤维/水泥砂浆复合材料的力学性能

采用化学法、等离子体法、紫外线法处理芳纶纤维,考察改性纤维对水泥砂浆力学性能的影响.实验结果表明,化学法改性的芳纶纤维在芳纶纤维/水泥砂浆复合材料中能够形成良好的界面结合,使其力学性能得到显著改善.利用扫描电镜对试样进行了微观分析,初步探讨了改性芳纶纤维在水泥砂浆中的作用机理.     

芳纶纤维表面改性及其对芳纶纸物理性能的影响

利用磷酸、硅烷偶联剂、硝化/还原改性剂等对芳纶纤维进行改性,再以改性后的芳纶纤维配抄芳纶纸,探讨芳纶纤维表面改性及其对芳纶纸物理性能的影响.结果表明,上述3种改性方法均可以改善芳纶纤维与芳纶浆粕界面的结合,从而提高芳纶纸的强度.     

芳纶纤维表面改性技术研究现状与进展

芳纶纤维性能优异,但是其应用于复合材料必须进行表面改性。论述了芳纶纤维的改性方法,包括物理改性、化学改性及其他改性方法,并预测芳纶纤维表面改性的发展方向。     

芦苇纤维增强PP/EVA复合材料的性能

采用碱处理改性芦苇纤维为增强体,以聚丙烯/乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(PP/EVA)的共混物作为基体,制备了PP/EVA/改性芦苇复合材料。探讨了不同的处理温度、碱浓度和处理时间对PP/EVA/改性芦苇复合材料力学性能和微观形态结构的影响。正交设计试验优化的结果表明,质量分数为10%的NaOH,100℃水浴恒温3h为最优碱处理条件。PP/EVA/改性芦苇复合材料较PP/EVA/未改性芦苇复合材料的抗拉强度、弯曲强度和冲击强度分别提高了27.45%、26.80%和31.10%,与PP/EVA复合材料的拉伸强度和弯曲强度相比分别提高了154%和159%。POM和DSC的测试结果表明,添加改性芦苇纤维有利于诱发PP/EVA共混基体异相成核。     

固化剂用量对SF/UF共混复合材料力学性能的影响

剑麻纤维(SF)经碱处理后与自制的低毒改性脲醛树脂(UF)、固化剂等原料进行捏合、模压成型,制成SF/UF共混复合材料,研究了不同固化剂用量对复合材料力学性能的影响:并用DSC对树脂进行了固化分析,采用扫描电镜(SEM)对材料的微观形貌进行了观察.结果表明,固化剂用量对复合材料的力学性能有较大影响:用量为1.0%时,复合材料的冲击强度达到12.39 kJ/m2,磨损体积仅为1.47×10 mm3,弯曲强度达到了55.24 MPa.     

芳纶纤维的改性研究进展

随着高新技术行业的发展,芳纶纤维以高强高模、密度小、耐高温耐腐蚀等优异性能得到了广泛的应用,介绍了芳纶纤维的结构、性能及应用。改变芳纶纤维表面性质能有效发挥芳纶纤维在复合材料中的优异性能,阐述了芳纶纤维的物理和化学表面改性方法,分析了各种改性方法在应用上的优点和缺点。结合我国芳纶纤维生产的实际情况,对芳纶纤维的改性研究进行展望。     

2D编织混杂复合材料圆管压缩和弯曲性能研究

通过玻璃/芳纶混杂纤维复合材料圆管的轴向静态压缩和三点弯曲实验,分析了复合材料圆管的压缩及弯曲性能,探讨了编织角和纤维混杂比对复合材料圆管压缩及弯曲性能的影响,并对其破坏形式进行了分析.结果表明:当编织角分别为30毅、45毅和60毅时,玻璃/芳纶混杂比为1颐1时圆管的压缩强度最低,圆管2G/2K-60的压缩强度最低为58.4 MPa,比纯玻璃纤维圆管G-60降低了约31.7%;另外,在相同编织角下,玻璃/芳纶混杂比为1颐3时圆管的弯曲强度最高,复合材料圆管G/3K-30具有最好的弯曲性能;当玻璃/芳纶混杂比分别为3颐1、1颐1和1颐3时,编织角越小,圆管的压缩强度和弯曲强度越大.可见,复合材料圆管的压缩和弯曲破坏机理与纤维混杂比及编织工艺参数有关.     

聚吡咯层对聚酯/环氧树脂界面粘结性能的影响

采用吡咯化学沉积聚合方法对聚酯(PET)纤维进行表面改性,研究聚合工艺条件对纤维与环氧树脂界面剪切强度的影响.分别用SEM、共聚焦显微镜、DMA及单纤维拔出实验等测试手段对改性前后纤维的表面形貌、粗糙度、聚吡咯(PPy)与基体纤维大分子作用力及复合材料的界面剪切强度(IFSS)进行研究.结果表明:吡咯化学沉积聚合改性是一种有效提高纤维与树脂界面粘结性能的方法.此外,可进一步通过聚合改性工艺条件控制聚吡咯层的形貌及聚吡咯与基体纤维大分子的作用力,从而调控纤维与树脂界面剪切强度,吡咯气相化学沉积后再液相沉积,增强复合材料界面剪切强度比原纤维的提高了127.98%.     

利用小角X射线散射技术研究改性处理对苎麻/热固性聚乳酸复合材料界面特性和分形特征的影响

以苎麻为增强体,以热固性聚乳酸(Polylactic acid,PLA)为基体,采用模压成型工艺制成了苎麻/PLA复合材料,并对复合材料进行碱、碱-偶联剂改性处理;应用小角X射线散射(SAXS)方法研究不同改性处理对苎麻/PLA复合材料界面特性与分形特征的影响,并对改性前后的复合材料弯曲性能进行了测试,宏观反映了改性处理对复合材料界面特性和分形特征等微观结构的影响.结果表明:散射曲线不遵守Porod定理,形成负偏离,说明苎麻与PLA间存在界面层,界面层厚度在22.70~26.42 nm范围内;碱、碱-偶联剂处理后,界面层厚度减小,苎麻与PLA结合的更紧密;苎麻/PLA复合材料具有表面分形特征,碱、碱-偶联剂处理后,表面分形维数提高,复合材料精细结构增多,表面变得更加粗糙,起到了良好的应力传递作用,使得复合材料的弯曲强度有所提高.     

纤维增强体对天然橡胶/顺丁橡胶复合材料性能的影响

研究了芳纶纤维(AF)、碳纤维(CF)以及聚酰胺纤维(PA)对天然橡胶/顺丁橡胶复合材料(NR/BR)性能的影响,用机械共混法制备了纤维/橡胶复合材料。结果表明:纤维的加入使得NR/BR复合材料的硬度和撕裂强度得到提高,其中芳纶纤维/天然橡胶/顺丁橡胶(AF/NR/BR)复合材料的撕裂强度提高最多,提高了22.5%;通过橡胶加工分析仪(RPA)分析得到,AF/NR/BR复合材料的"Payne"效应最明显,芳纶纤维与橡胶基体界面结合的最好;碳纤维/天然橡胶/顺丁橡胶(CF/NR/BR)复合材料的导热性能最好;通过扫描电子显微镜可以看到,AF与橡胶基体界面无明显缝隙,PA在橡胶基体中分散不均匀。     

短切芳纶纤维增强水泥砂浆准静态下力学性能研究

采用二步法制备不同纤维掺量的短切芳纶纤维增强水泥砂浆试样,研究添加剂羧甲基纤维素钠(CMC)和硅微粉对复合材料力学性能的影响.结果表明:羧甲基纤维素钠能够有效地促进纤维在水中的分散,进而促进其在水泥砂浆中的分散;掺加一定量的硅微粉能够进一步提高试样的压缩强度.当纤维体积分数为5％时,试样的力学性能最好,弯曲强度从2.6 MPa提高到了8.3 MPa,压缩强度也从29.5 MPa提高到了54.3 MPa.     

芳纶纤维表面改性研究进展

分析了芳纶纤维目前存在的问题,综述了芳纶的各种改性技术进展,包括表面涂层、化学改性、物理改性等,并展望了芳纶纤维改性技术的发展前景.     

硅炭黑改性玄武岩纤维增强聚酰胺6复合材料性能

采用多巴胺(DOPA)溶液将硅炭黑(SiCB)分散在玄武岩纤维表面实现改性处理,提高玄武岩纤维(BF)与聚酰胺6(PA6)的界面结合性能.探究了不同SiCB含量对玄武岩纤维/聚酰胺6(BF/PA6)复合材料性能的影响.采用傅里叶红外光谱、差式扫描量热仪(DSC)和扫描电镜(SEM)对改性复合材料的微观形貌与结构进行表征...     

液晶改性芳纶增强环氧树脂的相容性与力学性能

针对环氧树脂复合材料存在的应力开裂以及与基体界面相容性差等问题,采用液晶和离子单体对芳纶纤维进行改性,再与环氧树脂及固化剂按一定比例混合,制得液晶改性芳纶增强环氧树脂复合材料.正交试验结果表明,常温下固化20min,芳纶、环氧树脂与固化剂的质量比为0.07∶35∶11,复合材料的弯曲应力为445.6MPa,应变为0.975%,比水解芳纶增强环氧树脂复合材料、芳纶增强环氧树脂复合材料的弯曲应力分别提高了29%和33%.扫描电镜研究表明,复合材料中分散相在基体中的分散性较好,有良好的界面相容性,断面处的断裂方式由脆性断裂变为韧性断裂.红外光谱研究表明,加入液晶改性芳纶的复合材料出现了磺酸基团和氮氮双键的特征吸收峰.     

芳纶纤维的研究现状与进展

简述了芳纶纤维的品种及性能,分析了当前国内外芳纶纤维的发展现状,概述了芳纶纤维的生产方法,详细叙述了超声波、等离子体、高能射线、紫外辐照、涂覆的物理方法和表面刻蚀、表面接枝、超临界二氧化碳改性、络合改性的化学方法对芳纶纤维表面的改性研究。简述了当前芳纶纤维的主要应用领域,并结合我国芳纶纤维生产的实际情况,进行了展望。     

苎麻/UPR复合材料的制备及其弯曲性能

以苎麻为增强材料,以不饱和聚酯树脂(unsaturated polyester resin,UPR)为基体,采用热压成型法制备了苎麻/UPR复合材料,并分别研究不同方式的洗涤、碱处理和偶联剂处理对复合材料弯曲性能的影响;采用接触角测量仪、光学显微镜分别研究纤维表面的浸润性和复合材料的断裂形貌.结果表明:对苎麻布进行不同方式的洗涤、碱处理和偶联剂处理都可以增强复合材料的力学性能,并且当碱处理质量分数为1%时材料的弯曲强度最大,达到了60.839 MPa;同时偶联剂处理和碱处理都使苎麻的接触角变大,即苎麻与树脂间的界面相容性得到了提高.     

竹纤维碱化改性对竹纤维/聚丙烯复合材料性能的影响

用不同浓度的NaOH 溶液对竹纤维(bamboo fiber, BF) 进行表面改性处理, 一定温度烘干后, 通过熔融挤出 制备了竹纤维/聚丙烯(BF/PP) 竹塑复合材料。采用示差同步扫描热分析仪(TG-DSC)、红外光谱(FTIR)、X 射线衍 射仪(XRD) 和扫描电镜(SEM) 等对预处理前后BF 的结构进行表征, 并研究了复合材料的力学性能。结果表明: 改 性后BF 的热稳定性升高, 形成疏松的纤维束; 复合材料的力学性能显著提高。其中用3% 的NaOH 溶液改性BF 制 备的复合材料的力学性能最佳, 冲击强度较纯PP 可提高100%, 屈服强度提高14.8%。复合材料冲击断面SEM 显 示, 一定浓度的NaOH 溶液改性可以明显提高BF 与PP 基体树脂间的相容性。