芳烃油对聚丁烯-1热塑性弹性体防水卷材性能的影响

考察了芳烃油用量对聚丁烯-1热塑性弹性体防水卷材物理力学性能及热氧老化和耐碱性能的影响.结果表明随着芳烃油用量的增加,材料的拉伸强度、撕裂强度、定伸应力等下降,断裂伸长率上升;经过80℃×168 h热氧老化后,材料的断裂伸长率保持率和拉伸强度保持率均随着芳烃油用量的增加呈减小的趋势,硬度普遍上升;经过质量分数为10%的NaO)H 168 h腐蚀后,材料的断裂伸长率保持率和拉伸强度保持率随着芳烃油用量的增加呈下降趋势,硬度普遍上升;芳烃油的最佳用量为25份.     

CaCO3填料对聚丁烯-1热塑性弹性体防水卷材性能的影响

考察了CaCO3用量对聚丁烯-1热塑性弹性体防水卷材物理力学性能和热氧老化及碱老化后性能的影响。结果表明:随着CaCO3用量的增加,材料的拉伸强度、撕裂强度、定伸应力、断裂伸长率等均呈下降趋势;经过80℃×168h热氧老化后,随着CaCO3用量的增加材料的断裂伸长保持率逐渐下降,拉伸强度保持率逐渐增大,硬度上升;经过10%NaOH168h腐蚀后,随着CaCO3用量的增加,材料断裂伸长保持率先下降后上升,而材料的拉伸强度保持率先上升后基本保持不变;CaCO3的最佳用量为80phr。     

玻璃纤维增强环氧乙烯基酯树脂基复合材料的热老化性能

对玻璃纤维增强环氧乙烯基酯树脂基复合材料进行了高温老化试验,分析了随着老化时间的延长,材料的表面形貌、巴氏硬度及力学性能的演变规律,同时采用傅立叶变换红外光谱、X射线光电子能谱和扫描电子显微镜对老化前后复合材料的化学结构、表面元素含量及老化前后材料拉伸断面形貌变化进行了分析。结果表明,随着老化时间的增加,材料表面颜色不断加深,并出现龟裂和翘曲变形以及纤维凸出在表面;巴氏硬度保留率随着老化时间的延长呈现先增大后减小的趋势,在老化28 d时,巴氏硬度保留率下降4.3%;试样的拉伸强度保留率和弯曲强度保留率随着老化时间的延长,呈现先增大后缓慢降低的趋势,在老化28 d时分别下降6.14%和9.23%;试样在老化过程中没有新的物质生成,但其化学元素含量发生了变化,说明了复合材料发生了化学反应,其化学结构发生了变化;试样表面树脂脱落面积和空隙量逐渐增多;经过高温老化后的试样拉伸断裂后,整体断面形貌不规则,并且随着老化时间的增加,树脂含量逐渐减少。     

炭黑对聚丁烯-1热塑性弹性体防水卷材性能的影响

考察了炭黑用量对聚丁烯-1热塑性弹性体防水卷材力学性能以及热氧老化和碱老化后性能的影响。结果表明:随着炭黑用量的增加,材料的拉伸强度、断裂伸长率、定伸应力、硬度等均呈先上升后下降的趋势,当炭黑用量在25～30phr时,材料的强度达到最大值;经过80℃×168h热氧老化后,随着炭黑用量的增加,材料的断裂伸长率保持率呈下降趋势,而材料的拉伸强度保持率呈上升趋势;碱老化后,材料的硬度普遍上升;炭黑的最佳用量为25phr。     

苎麻/玻璃纤维混杂复合材料的老化研究及寿命预测

采用玻璃纤维布与苎麻纤维布混杂增强乙烯基树脂制备复合材料,结合船舶在服役环境下的实际情况,通过人工加速老化的方法,对苎麻纤维/玻璃纤维混杂复合材料进行水浸泡老化、盐雾老化和紫外老化实验,研究混杂复合材料的拉伸强度及弯曲强度等随老化时间、老化温度等的变化情况及性能退化趋势,并根据剩余强度模型对混杂复合材料进行寿命预测。研究表明,老化初期阶段试样吸湿趋势主要以浓度梯度推动的菲克扩散为主。老化环境不同,试样强度的衰减程度不同,水浸泡老化对试样影响最大,盐雾老化次之,紫外老化影响相对较少。根据剩余强度模型预测10年后盐雾试样弯曲强度保留率为78.0%,紫外老化弯曲试样强度保留率为81.89%。     

填充矿物油对硅酮密封胶老化性能影响分析

通过实验和测试分析了填充矿物油对硅酮密封胶性能和老化性能的影响。通过配方设计分别制备了未添加矿物油的试样A和添加矿物油的试样B,分别测试了两个试样标准条件下、热老化后、水-紫外辐照后和5000h紫外老化后的性能。测试结果发现:添加矿物油的试样B热老化后的硬度增加非常明显,最大强度伸长率下降明显,热老化后的冷拉-热压后粘接性、定伸粘接性出现破坏,在5000h紫外老化过程中最大强度伸长率下降明显,并在3500h出现完全脱胶的情况;而未添加矿物油的试样A老化前后性能变化不大。实验结果表明:填充矿物油严重影响硅酮密封胶的老化性能,长期应用过程中会有很大的质量隐患。并通过案例分析介绍了使用填充矿物油的硅酮密封胶带来的危害。     

风力发电机叶片复合材料性能研究

采用真空袋压成型工艺,以环氧树脂为基体,玻璃纤维为增强材料,制备风机叶片用玻璃纤维增强复合材料,用巴氏硬度计和万能试验机测试其力学性能。结果表明,其巴氏硬度平均值为59.95 HBa,压缩弹性模量平均值为28.15 GPa,压缩强度平均值为337.85 MPa,其压缩强度是拉伸强度的60%,说明其抗拉不抗压;较厚试样的平均弯曲强度和平均弯曲弹性模量相对较低。     

PP及PP/EPDM共混物室内外老化行为的研究

通过中国西部3个地区（新疆尉犁、西藏拉萨和四川成都）室外自然老化和室内加速老化（热氧、紫外老化）的对比,研究了聚丙烯及聚丙烯/三元乙丙橡胶（PP/EPDM）共混物室内外老化前后力学性能的变化和表面微观形态的变化,以及其室内外老化的对应关系。结果表明,室外老化初期PP的拉伸强度提高,老化中后期随着降解程度加剧拉伸强度下降;EPDM的加入提高了PP的耐老化性能,其中成都地区老化试样最为明显,24个月后拉伸强度保持率高达115 %;PP和PP/EPDM共混物室内热氧老化后拉伸强度变化不大,紫外老化后拉伸强度则呈现下降趋势;综合考虑热氧和紫外老化,通过时间等效关系可以更好地联系室内外老化,为预测材料在自然状态下的服役寿命奠定了基础。     

苎麻纤维增强复合材料的光老化性能

制备了苎麻织物增强不饱和聚酯复合材料,放置于荧光紫外灯下和氙弧灯下加速老化。测试老化后的弯曲性能,通过弯曲性能的退化规律推断复合材料的老化规律,并通过其他分析手段,研究苎麻织物增强不饱和聚酯复合材料的老化机理。测试结果表明,在荧光紫外灯照射的600 h内,复合材料的力学性能下降约30%;在氙弧灯照射的1200 h内,复合材料的力学性能表现为先上升后下降,再上升又下降的过程,弯曲强度最终下降约12%,并伴随着质量损失、表面黄变以及表面开裂的现象。     

PP-g-MA和UP增容PP/玻璃纤维复合材料性能的研究

以聚丙烯-马来酸酐接枝(物PP-g-MA)和不饱和聚(酯UP)作为界面相容剂,研究了界面相容剂对玻璃纤维增强PP复合材料力学性能及界面黏结的影响。结果表明:加入PP-g-MA或UP,玻璃纤维增强PP复合材料的力学性能明显提高,且UP的增容效果优于PP-g-MA。在玻璃纤维含量为40%时,PP/UP/GF复合材料的拉伸强度比未改性的复合材料的拉伸强度提高了150%,弯曲强度提高了132%,冲击强度提高了89%;扫描电镜照片表明:PP-g-MA和UP使被拔出玻璃纤维表面黏附了一层树脂,增强了PP与玻璃纤维之间的界面黏结作用;DSC测试表明:PP-g-MA和UP同时加入使复合材料熔融峰温度下降结,晶度增加。     

不饱和聚酯树脂浇铸体各拉伸性能之间的关系

本文采用数理统计的方法,归纳,整理了渔船用２０多种不饱和聚酯树脂浇铸体的拉伸强度,拉伸弹性模量,拉伸伸长率及巴科硬度各性能数据,探讨了它们的关系。     

Preparation of Rayon Fiber-Reinforced Polypropylene Composites by Extrusion Techniques

Hybrid composites from rayon fibers (～2–5 cm size) and polypropylene (PP) were fabricated by using an extruder. Fibre content of the composite was varied from 5–30% by weight and physico-mechanical properties of the composites were measured. Surface morphology as observed by SEM showed good interface adhesion between rayon and PP matrix. Furthermore inclusion of rayon (up to 15% fiber inclusion) in the composite increased tensile, bending and hardness properties. As the fiber content in the composite increased more than 15%, physico-mechanical properties decreased due to the decrease of fiber matrix adhesion. The change of tensile properties due to environmental aging was carried out by keeping the composite under soil for 1 month and tensile properties were measured periodically. The aging result suggests that composites retained about 75% of its original tensile and bending strength even after 1 month soil burial. The modified fibers were also used for the study. As such the fibers were treated with vinyl-trimethyoxysilane and methanol solution and irradiated under UV before being used with PP in extruder. The results showed retardation of the physico-mechanical properties for composites obtained from irradiated rayon fibers than the composites fabricated from non irradiated rayon fibers.     

紫外老化对芳纶／环氧复合材料性能和结构的影响

通过紫外老化试验（温度（40±5）℃,湿度40％）,研究了芳纶、环氧及其复合材料的力学性能、玻璃化转变温度、失重随老化时间的变化,并用红外光谱分析了芳纶的结构变化。结果表明：经紫外老化后,芳纶／环氧的拉伸强度、失重率有明显的变化,芳纶结构和复合材料的玻璃化转变温度无明显的变化。     

高温处理对酚醛树脂基复合材料性能的影响

以自制的酚醛树脂(PF)为基体,玻璃纤维布(GFC)、高硅氧玻璃纤维布(HSGFC)和碳纤维布(CFC)为增强体,采用铺层模压法制备了PF/GFC,PF/CFC和PF/HSGFC复合材料,并在200~800℃范围内对复合材料进行了高温处理,研究了不同处理温度对这3种复合材料失重率和力学及烧蚀性能影响。结果表明,当处理温度高于400℃后,3种复合材料的失重率随处理温度升高逐渐增大,其中,PF/CFC的失重率最大,而PF/GFC的失重率最低;但800℃下3种复合材料的失重率均在10%以下。随处理温度升高,3种复合材料的弯曲强度、压缩强度、拉伸强度总体上均先增大后减小,当处理温度为400℃达到最大,烧蚀性能具有与力学性能相反的变化趋势。在400℃的处理温度下,PF/GFC的弯曲强度、质量烧蚀率和线烧蚀率最高,拉伸强度最低;PF/CFC的压缩强度、拉伸强度最高,线烧蚀率最低;而PF/HSGFC的压缩强度和弯曲强度最低,其质量烧蚀率也最低。     

Structural degradation and mechanical fracture of hybrid fabric reinforced composites

This investigation involves the study of accelerated environmental aging in two polymer composite laminates reinforced by hybrid fabrics based on carbon, Kevlar and glass fibers. Composite laminate configurations are defined as a laminate reinforced with E‐glass fiber and Kevlar 49 fiber hybrid fabric (GK) and another laminate reinforced with E‐glass fiber and AS4 carbon fiber hybrid fabric (GC). Both laminates were impregnated with epoxy vinyl ester thermosetting resin (Derakane 470‐300) consisting of four layers. Morphological studies (photo‐oxidation process and structural degradation) of environmental aging were conducted, in addition to comparative studies of the mechanical properties and fracture characteristics under the action of uniaxial tensile and three‐point bending tests in specimens in the original and aged conditions. With respect to uniaxial tensile tests for both laminates, good mechanical performance and little final damage (small loss of properties) was caused by the aging effect. However, for the three‐point bending tests, for both laminates, the influence of aging was slightly higher for all parameters studied. The low structural deterioration in the laminates is attributed to the high performance with the heat of the matrix (Derakane 470‐300) and the characteristics of the hybrid fabric, exhibiting fiber/matrix interface quality. POLYM. ENG. SCI., 56:657–668, 2016. © 2016 Society of Plastics Engineers     

杂环芳纶表面ZnO纳米界面相的构筑及其界面强化作用

为了改善杂环芳纶(F3)与环氧树脂黏结性差以及不耐紫外辐射的缺点,首先对纤维进行功能化预处理,然后通过溶胶-凝胶法和水热法分别在芳纶表面生长了氧化锌纳米颗粒和氧化锌纳米线界面层。采用X成、形貌、与环氧树脂的黏结性以及抗紫外性能进行了研究。结果表明:纳米颗粒状和纳米线形态的ZnO纳米界面相能够显著提高纤维与树脂基体的黏结性能,与未处理的纤维相比,单纤维复合材料的界面剪切强度分别提高了14.1%和27.0%;同时ZnO的破坏,经过168 h紫外辐射试验后,纤维强度保持率从79.1%提高到96.7%。     

RTM制备玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的力学性能分析

以环氧树脂为基体,短切玻璃纤维和玻璃纤维布为增强材料,通过RTM工艺制备了玻璃纤维增强环氧树脂(GF/EP)复合材料,并研究了RTM工艺制备玻璃纤维布增强环氧树脂(L-GF/EP)和短切玻璃纤维增强环氧树脂(S-GF/EP)复合材料的拉伸和弯曲性能,分析了开孔对两种复合材料拉伸性能的影响。结果表明:在拉伸过程中,开孔试样因孔边产生的应力集中,导致其拉伸强度与无孔试样相比下降了30%左右;玻纤铺层类型的不同对复合材料的力学性能具有显著影响;L-GF/EP复合材料内部结构完整,在载荷作用下,复合材料的弯曲断裂呈现一定的假塑性断裂模式,达到弯曲极限挠度值后,出现一定程度的回弹现象,其力学性能优于S-GF/EP复合材料。