不同长径比PET纤维对纸基复合材料强度性能的影响

采用不同长径比的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维与棉浆纤维混合成形,通过水相复配,利用氢键作用和机械交织力制备纸基复合材料。借助PET纤维的刚性和优异的力学性能增强纸基复合材料的强度性能。结果表明,在不同长径比PET纤维中,PET-c的屈服强度最高,为300.99MPa,其长径比为392.16,近似为棉浆纤维长径比的10倍;PET纤维对纸基复合材料的强度性能有明显提升作用,其中当PET-c的用量为10%时,纸基复合材料的撕裂度、抗张强度、耐折度分别提高42.11%、31.05%、21.85%。纸张拉伸或耐折断裂面扫描电子显微镜(SEM)图显示,PET纤维没有发生断裂或折断,而是被抽出或弯折,表明在受到外力破坏时,PET纤维能够增强纸基复合材料的强度,对纸基复合材料起到有效的保护作用。     

用于浸渍聚酰亚胺纤维纸基复合材料树脂的研究

为了提升聚酰亚胺纤维纸基材料的强度、耐高温性、韧性及阻隔性能,本研究制备了具有高黏附力、易固化、柔韧性好、耐高温的浸渍树脂。首先用乙烯基硅树脂改性环氧树脂,以提高浸渍树脂的韧性及固化性,然后进一步添加聚酰亚胺树脂制备耐高温的三元合金树脂。结果表明,当乙烯基硅树脂用量30%时,改性后环氧树脂有较好的韧性及交联程度;此改性环氧树脂添加5%聚酰亚胺树脂时,三元合金树脂质量损失5%时的温度为339. 2℃,并且在高温下没有明显的玻璃化转变。分别用改性环氧树脂和三元合金树脂浸渍聚酰亚胺纤维纸基复合材料,结果表明,改性环氧树脂浸渍的纸基复合材料纤维结合程度较好,表面平整,接触角可以达到148. 71°,三元合金树脂浸渍的纸基复合材料耐高温效果好,200℃时纸基复合材料抗张指数仍能达到35. 1 N·m/g。     

含咪唑结构高强高模聚酰亚胺纤维的制备及其结构与性能

为增强聚酰亚胺纤维的力学性能,促进其在复合材料领域的应用,基于高性能聚合物纤维的结构设计,将杂环二胺单体5-氨基-2- (对氨基苯基)苯并咪唑引入到3,3',4,4'-联苯四羧酸二酐和对苯二胺的聚酰亚胺刚性骨架中得到纺丝溶液,通过干法纺丝技术制备得到聚酰亚胺纤维,研究了纤维化学结构和聚集态结构与纤维力学性能的关系,并系统评价了纤维的热性能和抗紫外光辐照性能。结果表明:聚酰亚胺纤维的拉伸强度和初始模量分别达到4.04、130 GPa,这得益于其聚合物分子链沿纤维轴向的高度取向性及分子链间形成的氢键作用;其玻璃化转变温度和热质量损失10%时温度分别为324、587 ℃,经168 h 紫外光辐照后,拉伸强度保持率为92%,具有良好的耐热性和优异的抗紫外光辐照性能。     

聚酰亚胺纤维及其纸基功能材料研究进展

特种纤维聚酰亚胺耐温等级高、绝缘性能优异、阻燃、耐辐射、高强高模,是轨道交通、航空航天、国防军工的重要基础工程材料,也是当下先进复合材料研究的热点之一。本文综述了国内外聚酰亚胺纤维和聚酰亚胺纸基功能材料的制备技术,探讨了聚酰亚胺纸基功能材料在制备方面面临的技术难题,并对聚酰亚胺纤维及其纸基功能材料的应用进行了展望。     

芳纶浆粕影响聚酰亚胺纤维纸性能的研究

采用扫描电镜、热重分析仪和X射线衍射仪对添加部分芳纶浆粕聚酰亚胺纤维纸和100%聚酰亚胺纤维纸的结构和性能进行检测,并结合检测结果对两种配抄纸样的强度性能和电气性能进行了对比分析。实验及分析结果表明,以聚酰亚胺纤维和芳纶浆粕为纤维原料抄造的聚酰亚胺纤维纸具有较好的综合性能。     

聚酰亚胺树脂提升对位芳纶纸性能研究

对位芳纶纤维分子链刚性结构以及纤维表面化学惰性导致纤维间的结合力较差,进而导致其机械性能较低。本实验利用高强、高模、耐高温性能优异的聚酰亚胺树脂溶液浸渍对位芳纶原纸,以此来增强对位芳纶纸基材料的力学性能及耐热性能。实验结果表明,浸渍后纸页抗张、撕裂指数比未经处理的纸样绝对值分别增大了32.9%和54.2%。XRD分析表明,浸渍后纸页的结晶度增大,这将有利于在纸页热压后提升其物理性能。SEM图显示由于聚酰亚胺树脂溶液的浸渍作用,对位芳纶浆粕和短切纤维在纸页的表面分布更加均匀,起到增强效果。TG分析表明,经过浸渍处理后,对位芳纶纸的最初分解温度达到500℃,显著提升了其耐温性能。     

不同废纸纤维增强聚乳酸基复合材料性能研究

通过纤维分析仪、傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）、扫描电镜（SEM）研究4种废纸（废新闻纸、废箱纸板、办公废纸、废书刊纸）纤维的表面形貌和结构特性;然后以聚乳酸（PLA）为基体、4种废纸纤维为增强体,利用注塑成形法制备废纸纤维/PLA生物可降解复合材料并探究废纸纤维对复合材料界面相容性和力学性能的影响。结果表明,废新闻纸纤维表面受损严重,多处出现扭结及横节纹;废箱纸板及废书刊纸纤维形态完整,扭结程度低且表面较为粗糙;办公废纸纤维长径比较大、细小纤维含量较少、纤维形态特性良好但表面相对光滑。废新闻纸/PLA复合材料和办公废纸/PLA复合材料的界面相容性较差,废纸纤维对PLA基体力学性能的增强效果一般;废箱纸板/PLA复合材料和废书刊纸/PLA复合材料的界面相容性较好,且废纸纤维有一定承力作用,对PLA基体弯曲性能和拉伸性能的改善效果较好。     

PPTA@ZnO NWs的功能化修饰及导热绝缘纸基材料的制备与研究

为了提高芳纶纤维纸基材料的导热性,通过水热合成法在对位芳纶纤维(PPTA)表面生长氧化锌纳米线(ZnO NWs),进一步用硅烷偶联剂KH550对PPTA@ZnO NWs进行功能化修饰,采用湿法造纸技术制备PPTA@ZnO NWs-KH550纸基复合材料并研究其导热性能、绝缘性能及力学性能。结果表明,ZnO NWs成功地均匀包覆在PPTA表面。与PPTA纸基复合材料相比,PPTA@ZnO NWs纸基复合材料的导热系数可达0.455W/(m·K),提高115.64%,且介电强度满足绝缘要求。经硅烷偶联剂KH550功能化修饰后,PPTA@ZnO NWs-KH550纸基复合材料导热系数较修饰前基本保持不变,呈现优异的绝缘性和良好的力学性能,介电强度增加3.69%,拉伸强度提高58.75%。     

特种树脂增强对位芳纶纸基材料的研究

对位芳纶纸基材料分子结构的刚性及纤维表面的惰性导致其机械力学性能较低.研究发现,聚酰亚胺增强的芳纶纸基材料的力学性能优于环氧树脂增强的纸基复合材料,且由于PMDA-ODA体系有较高的分子质量,纸张裂断长达到5.79 km.ODPA-ODA体系由于分子链具有柔顺性结构,在热压下分子链与芳纶纤维问紧密缠结,裂断长也高达5.61 km,且韧性最佳.此外,亚胺化程度较低的树脂增强系统在热压成型后的力学强度均远远高于亚胺化程度较高的树脂增强体系.     

炭黑&耐高温磁粉/PI树脂基吸波复合材料的制备和性能研究

以聚酰亚胺（PI）树脂为基体、连续玻璃纤维为增强体、耐高温磁粉掺杂炭黑（CB）为吸收剂,采用预浸料-热压工艺制备了吸收剂配料比不同和填料比不同的PI树脂基结构吸波复合材料层合板,测试并探究了不同CB质量分数和不同填料比对复合材料吸波性能与力学性能的影响。结果表明,当树脂和填料比为1∶1、CB质量分数为3.0%时,复合材料在常温和高温下的吸波性能最好,不超过﹣10.000 dB时的有效带宽分别为3.030 GHz和1.690 GHz;添加一定量的CB可以提高复合材料的吸波性能和力学性能,但过多的CB对复合材料性能的提升作用很小甚至有所减弱;当CB质量分数为5.0%时,复合材料在350℃下的高温弯曲强度保持率为65.8%、层间剪切强度保持率为65.3%,具有较好的耐热性能和力学性能。     

黄麻纤维毡增强复合材料的力学性能研究

文章对黄麻纤维进行表面处理,并制作纯黄麻纤维以及与碳纤维混杂的针刺毡;采用真空辅助树脂传递模塑法制备黄麻纤维毡增强乙烯基树脂复合材料,并测试其力学性能.结果表明:碱处理和双氧水处理后黄麻纤维表面杂质被去除,复合材料的界面性能得到改善,综合力学性能得到提高;黄麻/碳纤维混杂增强复合材料的拉伸性能提高更为显著,拉伸强度和拉伸模量比未处理纤维毡增强复合材料分别增加了146.2%和43.6%,但其弯曲性能却低于其他两种处理后的黄麻增强复合材料.     

聚酰亚胺增强PBO纸基材料工艺的研究

聚对苯撑苯并二哑唑(PBO)因其分子链刚性结构以及纤维表面化学惰性导致其力学性能较差,即使通过环氧树脂增强,其综合性能仍然不能达到航空航天行业对耐高温材料的要求.高强、高模及耐高温树脂聚酰亚胺的引入,使PBO纸基复合材料的力学性能和耐高温性能获得较大提高,而其制品的力学性能受到成型加工工艺的影响,采用100℃预固化,250℃,20MPa热压成型的工艺将获得最佳力学性能,其裂断长达到12 km.通过DSC及TGA分析,其玻璃化转变温度及初始分解温度分别为269℃及555℃,有望作为航空航天等领域耐高温结构材料的使用.     

改性聚酰亚胺的制备及其对PBO纸基复合材料的增强作用

合成了一种含有苯并噁唑侧基的聚酰亚胺树脂,其具有较高的热分解温度和较低的玻璃化转变温度。通过一定的固化和热压工艺,制成改性聚酰亚胺增强PBO纸基复合材料。这种材料具有优异的力学性能,空气氛围下5%热分解温度达到574℃,氮气氛围下5%热分解温度高达612℃。可以作为航空航天等特殊领域的耐高温材料。     

高性能PBO纸基复合材料的研究

选用高件能PBO纤维,通过化学机械方法制备出具有较高比表面积的PBO浆粕,运用造纸的湿法成形技术得到原纸,然后经树脂增强与热压成型成功制备出具有较高力学性能的PBO纸基复合材料.研究中探讨了浆粕成形过程中各参数(如前处理温度、时间以及剪切速率等)对浆粕形态和比表而积的影响.在树脂增强PBO纸基复合材料的研究中,探讨了树脂种类、上胶量以及热压条件对纸基复合材料力学性能的影响.其次,采用先进的低温等离子体处理技术对纤维、浆粕进行表面改性.研究结果表明,采用低温氧等离子体表面改性技术对提高纸基复合材料中纤维与树脂的界面黏结性能较为有效.     

聚酰亚胺纤维及其纸基功能材料研究进展

聚酰亚胺纤维具备优良的性能,已经成为高技术纤维领域的研究热点之一。本文综述了国内外聚酰亚胺纤维的研究进展以及聚酰亚胺纤维采用湿法造纸工艺抄造纸基功能材料的研究进展和成果,指出当前聚酰亚胺纤维纸的开发难点,并对聚酰亚胺纤维纸及其纸基材料的发展趋势进行了展望。     

打浆与配抄工艺对聚酰亚胺纤维成纸性能的影响

使用槽式打浆机对聚酰亚胺短切纤维进行打浆处理,比较了不同打浆时间的短切纤维长度、卷曲等形态的变化。将经过打浆处理得到的三种长度的短纤与两种聚酰亚胺沉析纤维配抄,研究了短纤长度、沉析纤维特性及浆料配比对聚酰亚胺纤维纸性能的影响。结果表明,即使经过深度打浆处理,聚酰亚胺短纤也不能分丝帚化,短纤的长度和沉析纤维的形态及特性对聚酰亚胺纤维纸的性能影响很大,当使用长度为5.1mm的聚酰亚胺短纤与Ⅰ号沉析纤维以6∶4的质量百分比配抄得到的聚酰亚胺纤维纸强度最高,击穿强度较佳。     

黄麻/碳混杂增强复合材料力学性能的理论预测与测试

采用碳纤维单向铺层于黄麻纤维针刺毡中,并制作相同纤维体积含量的黄麻纤维针刺毡,通过真空辅助树脂传递法分别制备了黄麻/碳混杂针刺毡、黄麻针刺毡、单向碳纤维毡增强乙烯基酯树脂复合材料,建立了黄麻/碳单向混杂增强复合材料拉伸与弯曲的数学模型,进行理论与实测值的比较,并分析了复合材料的力学性能。结果表明:黄麻/碳混杂增强复合材料力学性能的理论值与实测值存在一定的吻合性,在实际工程应用中可通过预测来制定混杂纤维针刺毡中黄麻纤维与碳纤维的混用比;单向碳纤维的加入有效地提高了复合材料的拉伸性能,复合材料的拉伸强度和拉伸模量比未加入碳纤维之前分别提高了107.20%和30.99%,但复合材料的弯曲模式没有太大的改变。     

全降解玻璃纤维增强复合材料的制备及其性能

为开发高性能全降解聚乳酸复合材料,以连续磷酸盐玻璃纤维通过无捻合股与加捻合股工艺构建的无捻与有捻纱线为增强体,利用模压成型工艺制备单向纤维增强聚乳酸复合材料,并基于弯曲性能分析、扫描电子显微镜(SEM)、降解失重与pH检测等方法,表征不同纱线结构、纤维体积含量对复合材料降解过程中力学性能与降解行为的影响。研究表明：连续磷酸盐玻璃纤维纱线可有效提升复合材料的力学性能,但其弯曲强度与模量受有捻纤维结构影响分别下降22%与10%。然而,降解过程中可见复合材料的力学性能随磷酸盐玻璃纤维的降解而衰减,降解28天后磷酸盐玻璃纤维完全降解,复合材料弯曲强度与模量分别下降85%与90%。     

蚕丝织物增强聚乳酸复合材料的制备及其性能研究

以蚕丝织物为增强体,以聚乳酸(PLA)为基体,通过层叠热压制备蚕丝织物增强PLA复合材料,研究了脱胶预处理和热压温度对蚕丝增强PLA复合材料力学性能的影响,并用SEM和TGA进行表征。经过脱胶处理后,蚕丝增强PLA复合材料的力学性能有一定程度的提高,其拉伸强度和冲击强度分别提升了35.78%和33.33%;当热压温度为165℃时,复合材料具有最优的力学性能。SEM结果表明:经过脱胶处理后,复合材料中蚕丝纤维排列比较整齐,基体的连续性较好,纤维与基体之间结合更为紧密。TGA结果表明:经过脱胶处理后,复合材料表现出相对较高的热稳定性。     

聚酰亚胺纤维纸在耐高温绝缘领域的发展现状

随着高新技术产业的飞速发展,行业领域对绝缘材料的耐高温绝缘等级提出了新的要求,聚酰亚胺纤维纸因具有耐高温绝缘、高强度、热氧化稳定性、耐酸等优良特性,现已成为耐高温绝缘领域的研究热点。文章综述了聚酰亚胺纤维纸的性能,分析了聚酰亚胺纤维纸的发展现状及推广所面临的问题,并讨论了其未来的发展方向。