改性芳纶纬编增强体复合材料力学性能的研究

为探讨芳纶纬编增强体复合材料的力学性能,以对位芳纶为原料,采用LiCl/无水乙醇溶液对芳纶表面进行改性处理,设计并编织1+1满针罗纹和罗纹空气层2种组织织物增强体,以E-51环氧树脂为基体,应用手糊成型技术制备芳纶纬编增强体平板复合材料。采用YG026D型电子织物强力机对制备的芳纶纬编增强体复合平板材料的经纬向拉伸、弯曲、压缩以及层间剪切性能进行测定。结果显示:经LiCl/无水乙醇络合溶液处理的芳纶纬编增强体复合材料的各项力学性能均有所提高,且经向的各项力学性能优于纬向。在拉伸、弯曲性能方面,罗纹空气层芳纶纬编增强体平板复合材料优于1+1满针罗纹芳纶纬编增强体复合材料。     

芳纶针织物增强复合材料的制备及其弯曲性能

详细描述了采用平板硫化机制备芳纶针织物增强复合材料的过程及工艺,对制得的芳纶针织物增强复合材料进行等离子体处理。低温等离子体处理条件为:压强60 Pa,功率150 W,时间120 s,并探究了等离子体处理对芳纶针织物增强复合材料的弯曲性能的影响。     

双罗纹衬纬纬编针织物增强复合材料的拉伸性能

在电脑横机上使用玻璃纤维编织了三种双罗纹衬纬纬编针织物,以玻璃纤维针织物作为增强体,采用手糊工艺与环氧树脂复合制备了复合材料板材,在万能强力机上测试了复合材料试样的拉伸性能。结果表明,双罗纹衬纬纬编针织物增强复合材料在横向拉伸时的应力应变曲线呈现近似线性,纵向拉伸具有明显的屈服现象,横向拉伸断裂强度和模量最高,斜向次之,纵向最低;拉伸应变沿横列方向最小,拉伸性能各向异性明显;复合材料拉伸性能与增强织物结构、密度和纤维体积分数有关。     

机织/针织混合铺层对复合材料力学性能的影响

为使纺织复合材料同时具有机织结构复合材料和针织结构复合材料的综合力学性能,通过混合铺层方式制备机织/针织混合结构复合材料。以芳纶机织平纹织物和针织罗纹织物为增强体,以环氧树脂为基体,调整复合材料中增强体的铺层顺序,利用真空辅助成型技术制备四层层压机织/针织混合结构复合材料。通过对复合材料拉伸性能、弯曲性能和冲击性能的测试,分析混合铺层和铺层顺序对芳纶环氧树脂复合材料力学性能的影响。结果表明,混合铺层和铺层顺序对芳纶环氧树脂复合材料的弯曲强度和冲击强度有较大影响,特别是对罗纹结构复合材料纬向弯曲强度和冲击强度的改善。当采用相同铺层方式,罗纹织物为受力面时,机织/针织混合结构复合材料具有较大弯曲强度和冲击强度。     

长芳纶纤维增强抗冲共聚聚丙烯复合材料的研究

以抗冲共聚聚丙烯为基体,通过熔融浸渍拉挤工艺和密炼工艺制备长芳纶纤维增强抗冲共聚聚丙烯复合材料。研究了不同加工工艺、长芳纶纤维用量对复合材料性能的影响。结果表明,长芳纶纤维的加入可以明显提高复合材料的拉伸强度、弯曲强度、维卡软化温度及硬度,但韧性降低。熔融浸渍拉挤工艺制备的复合材料的性能明显优于密炼工艺制备的复合材料的性能。扫描电子显微镜(SEM)分析结果表明,长芳纶纤维与抗冲共聚聚丙烯基体的相容性很差。动态力学行为表明,长芳纶纤维的加入使复合材料的抗形变能力显著增加。实验证明,使用长芳纶纤维进行增强,可以使复合材料的性能有较大提高,但其界面相容性有待改进。     

纤维的表面处理对FRP-水泥砂浆体系抗弯性能的影响

本文利用3点弯来研究水泥砂浆外贴碳纤维和芳纶片材后的抗弯性能，并分别对两种纤维进行表面处理，探讨了纤维的表面处理对复合材料(FRP)水泥砂浆体系抗弯性能的影响．结果表明：用等离子体分别对碳纤维和芳纶进行表面处理，碳纤维复合材料(CFRP)和芳纶复合材料(AFRP)水泥砂浆的最大断裂载荷提高都十分显著，而且构件在受弯过程中没有发生剥离破坏，FRP被拉断，纤维高强的特点得到充分发挥．     

芳纶/环氧复合材料性能研究

对国产芳纶Ⅲ/环氧及F-12/环氧复合材料的力学性能,与绝热层材料的相容性、3个热常数、微观断裂形貌等进行了系统地测试、比对和分析.结果表明,芳纶Ⅲ复合材料的抗弯曲、压缩、剪切和横向拉伸性能均低于相应的F-12复合材料,但具有优越的抗纵向拉伸强度,其抗纵向拉伸强度比F-12复合材料高约13.9%;芳纶复合材料与丁腈橡胶的抗两板剪切性能略高于芳纶复合材料与三元乙丙橡胶的抗两板剪切性能.总体上来说,芳纶复合材料属于隔热性能较好的材料,但其抗剪性能、纵向抗压性能较差.SEM可观察到芳纶复合材料破坏断口呈"皮芯"抽离和纤维撕裂的破坏特征.     

芳纶纤维增强复合材料的机械加工实例研究

在复合材料应用范围不断拓展的背景下,对复合材料加工性能提出了更高的要求。而芳纶纤维复合材料的应用,有望加强复合材料加工性能。因此,以芳纶纤维性质为切入点,阐述了芳纶纤维材料缺陷,分析了芳纶纤维增强复合材料优势,并以医疗床板中芳纶纤维增强复合材料加工为例,对芳纶纤维在增强玻璃布及树脂的机械加工性能进行了分析。     

芳纶纤维增强丁腈橡胶的摩擦性能

研究了芳纶纤维增强丁腈橡胶(NBR)复合材料的物理机械性能和摩擦性能,并用扫描电子显微镜分析了芳纶纤维增强NBR复合材料的磨损表面和磨屑形貌。结果表明,芳纶的加入提高了NBR的拉伸强度;随着芳纶用量的增大,复合材料的扯断伸长率降低;芳纶的加入降低了NBR的摩擦系数和磨损率;当芳纶用量为20份时,复合材料的综合性能最佳。加入芳纶对NBR摩擦磨损形式的改变是NBR摩擦性能提高的重要原因。     

等离子体处理对芳纶针织物复合材料性能的影响

将芳纶织成纬平针织物,再进行等离子体处理;将未处理及处理的芳纶纬平针织物与E44环氧树脂复合制成芳纶针织物复合材料,测试了复合材料的抗拉强度和抗压强度,结果显示:相比处理前,经等离子体处理过的复合材料的经向抗拉强度和纬向抗拉强度分别提高了49%和33%;经向抗压强度和纬向抗压强度分别提高了40%和39%;经向的抗拉强度和抗压强度均大于纬向的。     

Research on the mechanical properties prediction of carbon/epoxy composite laminates with different void contents

The influence of the porosity on the static mechanical strength of the carbon fiber fabric reinforced epoxy composites laminates was investigated. The tensile, compressive, bending, and interlaminar strength test on the CFRP laminates with porosity of 0.33% and 1.50% were conducted and simulated by a finite element analysis model. The article proposes the failure criterion of the static mechanical strength of the fabric fiber reinforced composites based on the improved Hashin failure criterion that is suitable for the undirectional composite laminates. The basic composite strength parameters are used to evaluate the mechanical properties of CFRP laminates with different porosities. A finite element analysis model is established by using software ABAQUS™ combined with the sudden stiffness degradation model. The experiment results show that the tensile, compressive, bending, and interlaminar strength decrease with the increasing porosities. The tensile, compressive, bending, and interlaminar strength of the fabric carbon fiber reinforced epoxy composites laminates are simulated accurately by the finite element model. POLYM. COMPOS., 14–20, 2016. © 2014 Society of Plastics Engineers     

UHMWPE纤维针织物-环氧树脂复合材料的制备与性能

将等离子体处理前后的超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)纤维针织物分别与环氧树脂在平板硫化机上进行复合,制作出UHMWPE纤维针织物复合材料,对其进行裁样,测试UHMWPE纤维针织物复合材料的拉伸、弯曲和压缩性能。结果表明:经等离子体处理后,复合材料的拉伸强度、弯曲强度均有较大提高,压缩强度有小幅增加。     

玻璃短纤维对多层多轴向经编复合材料层间撕裂性能影响

以玻璃纤维多轴向经编针织物为增强体,以环氧树脂为基体,将玻璃短纤维添加到玻纤织物增强体层之间,制备层间含有玻璃短纤维的多层多轴向经编复合材料。利用万能力学材料试验机对复合材料的层间撕裂性能进行测试和电镜扫描,对撕裂后的复合材料层间形态进行了观察,研究了玻璃短纤维对复合材料层间性能的影响。结果表明,玻璃短纤维增韧处理的复合材料层间撕裂性能明显增强,载荷-位移曲线初始斜率大,复合材料不易被以撕裂形式为主的载荷破坏。     

Bending properties of the multilayer‐connected biaxial weft knitted fabrics‐reinforced composites made with carbon fibers

This article presents an experimental study of bending properties of multilayer‐connected biaxial weft knitted (MBWK) fabrics‐reinforced composites made with carbon fibers. Three types of composites are used in bending test, which are three‐layer‐connected biaxial weft knitted fabric‐reinforced composite, four‐layer‐connected biaxial weft knitted fabric‐reinforced composite and five‐layer‐connected biaxial weft knitted fabric‐reinforced composite. Two‐way ANOVA analyzing method was used to deal with whether the carbon fiber volume fraction and the cutting direction have significant effect on the bending strength of the MBWK fabrics‐reinforced composites. Failure analysis is also available by means of samples debris examination to identify the failure mode. POLYM. COMPOS., 36:2291–2302, 2015. © 2014 Society of Plastics Engineers     

混杂比对交织芳纶碳纤维复合材料力学性能的影响

为了分析混杂比对层内混杂复合材料力学性能的影响,利用交织方式制备芳纶碳纤维混杂增强体织物,并通过交织物纬纱系统中芳纶与碳纤维的纱线配置比例调整碳纤维在增强体结构中的混杂比。采用真空辅助成型技术制备层内混杂结构的芳纶碳纤维混杂（ACFH）复合材料,并对复合材料的拉伸性能、弯曲性能和冲击性能进行测试。结果表明,增强体纬向系统中芳纶与碳纤维的不均质性对ACFC复合材料经方向上的拉伸强度起消极作用;混杂比的增加对ACFC复合材料的纬向拉伸破坏和弯曲损伤具有抑制作用;纬向上,ACFC复合材料的拉伸强度最高提高了近6倍,弯曲强度最小增加了4.04倍;芳纶与碳纤维混杂协同作用有利于ACFC复合材料的抗冲击性能改善,且混杂比存在最佳值。     

纬编双轴向多层衬纱织物增强复合材料的弯曲性能研究

本文主要对高性能纤维的纬编双轴向多层衬纱织物增强复合材料的弯曲性能进行研究分析.本文所用的增强纤维为玻璃纤维和高强聚乙烯纤维两种,增强织物包括玻璃纤维织物、高强聚乙烯纤维织物及玻璃纤维/聚乙烯纤维层间混合织物三种,基体为乙烯基酯树脂,文中着重对几种复合材料的弯曲性能进行测试和分析比较.分析结果表明,该类复合材料有很好的弯曲性能,含有玻璃纤维的横向弯曲破坏有其特点,玻璃纤维为脆性破坏,而聚乙烯纤维表现为屈曲破坏.