基于常压协同射流等离子体改性国产高强中模碳纤维表面的研究

国产高强中模碳纤维性能优异,但其表面活性低,与树脂基体的结合能力较差。为了改善国产高强中模碳纤维表面活性,提高其与环氧树脂的界面性能,采用常压脉冲放电与射频放电协同的射流等离子体放电形式,对碳纤维表面进行改性处理,并系统研究了改性前后碳纤维的表面形貌、单丝强度、与环氧树脂的接触角、表面O/C比、含氧活性基团含量、复合材料层间剪切强度(ILSS)等参量。结果发现:等离子体处理3次时(约为120 s)碳纤维表面性能最佳,与原样相比,其接触角降低了21.3%,O/C比提升了53.3%,C1s峰上的C-O和COOH含量分别提高了95.61%与179.37%,复合材料的层间剪切强度提高了64.49%,说明其界面性能得到了大幅度提升。此外,常压协同射流等离子处理对纤维本体未造成明显损伤,且一定程度上起到修复纤维表面疵点的作用,增加了表面粗糙度,有效提高了碳纤维对树脂的浸润性能。     

加铺碳纤维桥面板与桥面铺装结构层间剪切试验研究

为了评价加铺碳纤维的桥面板与桥面铺装结构层间的抗剪强度是否满足要求,利用剪力试验机进行了试件层间剪切试验,研究了加铺碳纤维桥面板的表面特性,分析了温度对层间抗剪强度的影响,探索了结构层间施工工艺。结果表明:碳纤维表面的AECR树脂胶能够增强层间粘结层的粘结性能;在加铺碳纤维的桥面板上撒布机械砂3.0 kg/m2,涂层改性沥青1.3 kg/m2,主涂胶涂抹8 h后撒布机械砂,施工工艺最合理,界面抗剪强度最高。     

碳纤维的表面改性方法研究新进展

由于碳纤维的表面光滑、惰性大、表面能低、缺乏化学活性的官能团,使碳纤维本身具有反应活性低、表面湿润度和粘结性低的性能缺陷,为更好的使其与基体树脂的粘结,对碳纤维进行表面改性是一项极其重要的研究工作。概述了氧化处理、涂覆处理、射线、激光、等离子体处理等方法对碳纤维增强复合材料界面粘结度的改性效果。     

质子交换膜燃料电池气体扩散层改性及其氧传质性能研究

通过电化学表面沉积的方法在碳纤维表面沉积一层有导电性的1,5-二氨基蒽醌(PDAAQ),再经过高温热处理,在碳纤维表面形成PDAAQ包覆层,制备了一种新型的质子交换膜燃料电池气体扩散层。由改性后的气体扩散层装配的单电池在铂载量为0.5mg/cm~2的情况下最高电流密度可以达到3 800mA/cm~2,功率密度达到1.62W/cm~2,超出了丰田Mirai车和我国重点研发计划的指标要求。通过SEM观察到PDAAQ在碳纤维表面均匀的包覆,除了提供疏水性外还保证了一定的孔隙度。氧传质阻力研究结果证明,经过PDAAQ改性后的基底层有着更低的氧传质阻力,保证了这种经过结构改性的气体扩散层在高电流密度仍然有着良好的性能。     

PET纤维/环氧复合材料界面性能改性研究

PET纤维表面呈惰性、不易与树脂浸润,有必要对PET纤维表面进行处理,提高PET纤维的的表面活性,进而提高PET纤维/环氧复合材料界面性能。采用冷等离子体技术对PET纤维进行表面处理,利用ES-CA和SEM分析了冷等离子体处理前后PET纤维表面的元素组成和层间剪切断口形貌的变化;研究了冷等离子处理前后浸润性、PET纤维/环氧复合材料界面性能的变化。结果表明:经冷等离子体处理PET纤维表面含氧和氮的极性基团增加、浸润性改善显著,进而使涤纶纤维/环氧复合材料界面剪切强度提高。     

碳纤维复合材料层间剪切破坏机理

本文研究了碳纤维经不同气氛冷等离子体处理后,其复合材料层间剪切强度的变化情况.并通过对处理前、后的高强碳纤维进行ESCA、Roman、TG、DTA 分析,提出了树脂基碳纤维复合材料的层间剪切破坏主要是发生在抗剪能力较弱的碳纤维表面层中.等氧离子体(O_2-PLasma)处理通过改变碳纤维的表面层结构,提高了表面层的抗剪能力.因此,其复合材料的层间剪切强度(ILSS)得到了大幅度提高.     

冷等离子体接枝碳纤维表面的研究

对碳纤维（ＣＦ）表面进行冷等离子体处理是改变碳纤维表面的有效方法，本文采用Ｘ－光电子能谱（ＸＰＳ）和扫描电子显微镜（ＳＥＭ）对碳纤维表面的组成变化，表面特征基团变化，表面形态变化进行了分析研究，并探讨了碳纤维表面性质与ＣＦ／ＰＭＲ－１５复合材料力学性能的关系。     

电化学聚合对碳纤维表面及其复合材料性能的影响

采用电化学聚合法,分别以衣康酸、衣康酸/对氨基苯甲酸、邻苯二甲酸/双酚A为聚合单体,在碳纤维表面接枝聚合一层均匀聚合物。利用X光电子能谱仪(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析仪(TGA)、电子万能试验机,研究了经电化学聚合处理后的碳纤维的表面化学组成、表面形貌、复合材料断面形貌、浸润性及复合材料层间剪切强度(ILSS)的变化。研究结果表明,经电聚合处理后的碳纤维表面接枝上一层带有反应性官能团的聚合物,提高了碳纤维表面活性,与环氧树脂的浸润性提高,复合材料断面纤维拔出明显减少,ILSS明显提高,其中经衣康酸/对氨基苯甲酸处理后的碳纤维的ILSS提高了94%。     

表面处理碳纤维对增强尼龙复合材料性能影响

采用空气氧化法对碳纤维进行表面处理 ,以注塑成型法制备碳纤维增强尼龙 1 0 1 0复合材料 .研究发现表面处理碳纤维可明显提高增强尼龙复合材料的拉伸强度和摩擦学性能 ,其中摩擦系数较未处理碳纤维增强降低了 3 0 %～ 5 0 % ,而耐磨性提高了 2～ 3倍 .用扫描电镜对拉伸断口和磨损表面形貌分析发现 ,表面处理可显著改善碳纤维和尼龙基体间的界面结合性能 .最后对影响表面处理碳纤维增强复合材料性能的作用机理进行了初步分析     

聚酰亚胺复合杂化环氧树脂基增强浆料的制备与性能研究

采用溶胶-凝胶技术,在合成的聚酰胺酸(PAA)中对纳米SiO2/TiO2前驱体进行原位改性,添加硅烷偶联剂(WD-50),利用超声空化及复配技术制备了环氧树脂基-SiO2.TiO2复合杂化聚酰亚胺增强浆料,并采用FTIR、DSC、粒径分析仪、力学测试、STM等手段对所制备增强浆料的性能及其在碳纤维上浆膜铺展的显微形貌进行了分析.结果表明:SiO2.TiO2以纳米粒度分布于浆膜中;上浆后碳纤维轴向界面有一层纳米级粒状突起,表面较为粗糙,改善了碳纤维的界面性能,杂化浆料处理后碳纤维的抗拉强度及层间剪切强度显著提高.     

碳纤维人工水草技术处理湖泊水的试验研究

针对湖泊等缓流水体生态恢复的需要,从技术特点、净化机理、运行监测指标等方面介绍碳纤维人工水草技术。分析赵苑湖泊水污染现状,以碳纤维人工水草为载体,利用水中微生物处理赵苑湖泊水,达到生态修复的目的。通过进行原位实验确定最佳水草铺设密度,结果表明,最佳运行密度为16株/m2,其对CODcr、NH3-N、TN、TP的去除率分别为69.16%、81.06%、72.92%、47.36%;碳纤维人工水草技术对湖泊水的生态修复效果显著,并且不影响景观湖泊的观赏性。     

光子晶体光纤拉曼激光器研究

利用100m非线性光子晶体光纤，以光纤光栅对作为谐振腔，研制成功了低阈值光子晶体光纤拉曼激光器．该光子晶体光纤拉曼激光器的闽值为2W，在抽运功率6．2W时，得到最大功率为1．8W．波长为1115．9nm的连续拉曼激光输出，拉曼半峰全宽为1．39nm，对应光-光转化效率29％，斜率效率41％．且在低功率连续光泵浦下观察到5级拉曼荧光．     

高电流密度放电氧电极催化剂的选择

在许多种氧的还原反应催化剂中选出以悬浮分散法载到碳基上的高度分散的银作为催化剂。采用这种催化剂的氧电极在高电流密度放电时可获得良好的性能。当工作电流密度为 1000mA/cm~2、银网为集流器、催化剂载量为4mg/cm~2时,其电极电位为-0.115伏(相对于Hf/HfO电极)。在同样工作电流密度下,若以镍网为集流器,催化剂载量为11.4mg/cm~2时,其电极电位为-0.085伏(相对Hg/HgO电极)。这两种氧电极的耐冲击极限电流密度都不低于 5A/cm~2。     

1480nm激光泵浦单模光纤受激拉曼效应实验研究

用拉曼光纤激光器产生的中心波长为1480nm的连续激光作为泵浦源,研究不同泵浦功率下76km常规单模光纤所产生的受激拉曼散射现象.实验中,泵浦功率从100mW到4W逐次注入光纤中.当泵浦功率增至2 2W时,观察到拉曼现象,发生泵浦能量向斯托克斯能量的有效转移,散射光强呈指数规律增长.在频移13 26THz处获得最大增益,呈现单峰斯托克斯光谱,其线宽大约为2nm,随着泵浦功率增强,基本保持不变.当泵浦功率增至2 5W时,呈现双峰斯托克斯光谱,斯托克斯峰442cm-1(13 26THz)处的峰值功率基本饱和,而485cm-1(14 6THz)处的尖峰却持续增长;且较短波长峰渐渐向长波长峰靠近,发生显著能量红移.     

改性活性炭纤维在含磷废水中的应用

为了提高活性炭纤维(ACF)对水体中磷的吸附性能,采用硫酸亚铁溶液对其进行改性,并用正交实验法分析得到最佳改性条件为：pH值为3,FeSO₄·7H₂O的质量浓度为100kg/m³,FeSO₄·7H₂O和ACF的质量比为2.5,反应时间3h.将改性后的ACF对模拟含磷废水进行静态吸附,测定了吸附等温线,研究了吸附时间、投加量、pH值对处理效果的影响,实验结果表明,改性后ACF对磷的吸附效果较好,去除率可以达到99%.     

配比对纤维沥青碎石表层性能的影响

为了分析配合比参数对纤维沥青碎石表层性能的影响,根据纤维沥青碎石的材料组成和力学特性,采用直接拉拔和正压扭剪实验对试件进行强度测试,并应用正交分析法对实验结果进行分析,得出了各配比对纤维沥青碎石表层性能的影响规律.研究结果表明:乳化沥青用量和碎石用量对纤维沥青碎石表层强度的影响水平比纤维用量和纤维长度显著;层间抗拉强度随着乳化沥青用量和碎石用量的增多而逐渐增大,抗剪强度随着乳化沥青用量的增多而增大,随着碎石用量的增多先增大后减小;当乳化沥青用量为2.0 kg/m2、碎石用量为13 kg/m2、纤维用量为0.1 kg/m2和纤维长度为60 mm时,纤维沥青碎石表层的性能最优.     

改性醋酸纤维素反渗透膜的研究

本文描述了对醋酸纤维素进行紫外辐照接枝,提高了膜的反渗透性能,尤其改善了膜的耐压密性。对几种膜因素如“蒸发时间,热处理温度,冷凝时间等对膜的反渗透性能的影响”进行了研究。结果表明,该膜在操作压力为20kg/cm~2,以自来水为进料液的条件下,脱盐率可达96.1%,水通量为0.45m~3/m~2·d。     

局部叠层碳纤维水泥基材料的应变电阻效应研究

将碳纤维加入普通混凝土中,普通混凝土便成为具有自诊断功能特性的智能混凝土.利用这些功能特性可望实现土木工程结构和基础设施的健康监测.使用连续碳纤维束取代传统碳纤维增强混凝土中的短切碳纤维,研究了局部叠层碳纤维水泥基材料三点弯曲梁在单调和循环拉应力作用下电阻的变化规律,分析了局部叠层碳纤维水泥基材料的应变-电阻效应,并与连续碳纤维水泥基材料应变-电阻效应作了比较.结果表明,局部叠层碳纤维水泥基材料的应变灵敏系数是连续碳纤维水泥基材料应变灵敏系数的近23倍,但稳定性要差一些;局部叠层碳纤维水泥基材料的电阻随着拉伸应变的增大而增大,随着拉伸应变的减小而减小,可望用于土木工程结构和基础设施的健康监测.     

超声波频率对HCFC-141b水合物结晶过程的影响研究

研究了超声波频率对HCFC-141b(1,1-dichloro-1-fluoroethane)水合物结晶过程的影响,结果表明:超声波能有效改善水合物的结晶;频率f一定时,ti与功率密度Pd成反比,Mf、nfh和Va与Pd成正比;当Pd<750W/cm2时,15kHz的超声波作用下的Mf、nfh和Va高于20kHz的超声波作用下的数值,而750W/cm2相似文献