接枝改性对F-12纤维及其环氧复合材料力学性能影响的研究

采用稀氢氧化钾溶液对Ｆ－ １２ 纤维表面进行处理,将—ＣＯＯＫ 基团引入到Ｆ－ １２纤维表面,作为环氧氯丙烷接枝的引发剂．并分析了温度和时间对Ｆ－ １２ 纤维拉伸强度及其环氧复合材料层间剪切强度的影响．表明：在温和条件下将—ＣＯＯＫ 基团引入到Ｆ－ １２纤维表面,进而引发环氧氯丙烷的接枝,可以提高Ｆ－ １２环氧复合材料的层间剪切强度,而纤维的拉伸强度只有较小的损伤．     

接枝改性对F—12纤维及其环氧复合材料力学性能影响的研究

采用稀氢氧化钾溶液对Ｆ－１２纤维表面进行处理,将－ＣＯＯＫ基团引入到Ｆ－１２纤维表面,作为环氧氯丙烷接枝的引发剂,并分析了温度和时间对Ｆ－１２纤维拉伸到强度及其环氧复合材料层间剪切强度的影响。     

增强增韧尼龙66工程塑料结晶行为的研究

采用ＤＳＣ技术,对增强增韧尼龙６６进行了结晶行为的研究。实验结果表明,在合金化改性ＰＡ６６结晶过程中,所填充的玻纤增强剂成核剂作用,而共混低密度聚乙烯、聚丙烯及其马来酸酐接枝物等增韧剂,使成核作用下降,总的成核作用顺序是：ＰＡ／ＧＦ〉ＰＡ／ＧＦ／ＬＤＰＥ－ｇ－ＭＡＨ〉ＰＡ／ＧＦ／ＰＰ〉ＰＡ／ＧＦ／ＰＰｇ－ＭＡＨ。     

接枝偶联剂对F-12 纤维/环氧复合材料界面改性的研究

采用一种大分子接枝偶联剂对F-12 纤维表面进行等离子体接枝改性, 并采用ESCA 对改性后的纤维表面进行分析, 研究了接枝偶联剂的分子量和浓度对F-12/环氧复合材料横向拉伸强度的影响, 并结合横向拉伸的断口对改性机理进行了分析。实验结果表明: 接枝偶联剂接枝改性以后, 能够有效地改善F-12/环氧复合材料的界面结合状态, 从而提高复合材料的横向拉伸强度。      

碳纤维γ射线辐照处理对其复合材料界面性能的影响

采用γ射线辐照方法对碳纤维（ＣＦ）进行改性,研究了辐照对ＣＦ增强复合材料层间剪切强度（ＩＬＳＳ）、ＣＦ复丝拉伸强度的影响,并使用Ｘ射线光电子能谱（ＸＰＳ）、扭辫分析、微脱粘测试等分析方法,对ＣＦ的表面化学组成和复合材料界面粘合强度进行了表征。结果表明,辐照使ＣＦ表面与环氧涂层发生了化学反应,复合材料界面粘合强度提高,ＩＬＳＳ增大,ＣＦ本体拉伸强度未发生变化。     

炭布铺层2D炭/炭复合材料研究

采用预浸炭布铺层制作炭／酚醛树脂基层合板,后经炭化、致密制备了二维炭／炭复合材料（２Ｄ－Ｃ／Ｃ）,检测了其工艺过程中的尺寸变化,测试了力学、导热、热膨胀、高等离子烧蚀性能。结果表明,２Ｄ－Ｃ／Ｃ在工艺过程中Ｚ向有明显的收缩现象,炭化收缩率达６．９９％,石墨化收缩率达５．５５％。２Ｄ－Ｃ／Ｃ的层间剪切强度（ＩＬＳＳ）大于１２．６ＭＰａ,拉伸强度大于１３３．７ＭＰａ,位伸模量大于５８．６ＧＰａ,压缩强     

通用级沥青基炭纤维的表面处理及增强ABS复合材料力学性能的研究

通过自制实验装置,以ＮＨ４ＮＯ３ 作为电解液,对短切通用级沥青基炭纤维进行阳极氧化表面处理。结果表明：处理后,纤维表面粗糙度和含氧官能团数目明显增大,有效地改善了ＣＦ／ＡＢＳ复合材料的界面粘结性。当处理条件为电解液浓度５ ％ ,电流强度０．８ Ａ,氧化时间１２０ ｓｅｃ时,ＣＦ／ＡＢＳ复合材料的力学性能达到最好。当ＣＦ含量为１２．８ Ｖ／％ 时,拉伸强度由４５ ＭＰａ 提高到６９ ＭＰａ,拉伸模量由０．７３ ＧＰａ 提高到１．６５ ＧＰａ,弯曲强度由９０．５ Ｍｐａ 提高到１１０．８ ＭＰａ,弯曲模量由２．６０ ＧＰａ提高到４．２１ ＧＰａ。并对处理前后沥青基炭纤维增强ＡＢＳ复合材料的机理进行了分析。     

金属填充PTFE复合材料的摩擦磨损性能研究

利用ＭＨＫ－５００型环块磨损实验机,对金属Ｃｕ、ｐｂ及Ｎｉ填充改性的ＰＴＥＦＥ复合材料在干摩擦条件下与ＧＣｒ１５轴承钢对摩时的摩擦磨损性能进行了系统研究,并利用ＪＥＭ－１２００ＥＸ／Ｓ分析电子显微镜和光学显微镜对ＰＴＥＥ复合材料的磨屑及摩擦磨损表面进行了考察。摩擦磨损实验的结果表明,金属填料Ｃｕ、Ｐｂ及Ｎｉ大大改善了ＰＴＦＥ复合材料的耐磨性,ＰＴＦＥ复合材料的磨损量比纯ＰＴＦＥ降低了１－２个数量级     

改性木纤维对LDPE和木纤维复合材料力学性能的影响

研究了用改性钛酸酯类偶联剂ＴＣ－ＰＯＴ、ＴＣ－ＰＢＴ处理木纤维和接枝氰乙基改性未纤维对低密度聚乙烯（ＬＤＰＥ）／木纤维复合力学性能的影响,用改性钛酸酯类偶联剂处理木纤维可提高复合材料的拉伸强度、但大大降低了复合材料的拉伸断裂伸长率。而且接枝改性方法处理木纤维在使复合材料提高拉伸强度的同时,保持了较高的拉伸断裂伸长率。     

双马体系对T－50／酚醛环氧复合材料层间剪切强度的影响

本文研究了在酚醛环氧树脂基体中加入的不同双马来酰亚胺树脂及其添加量和固化工艺条件对Ｔ－５０／酚醛环氧复合材料层间剪切强度（ＩＬＳＳ）的影响。采用ＳＥＭ分析了复合材料剪切断口形貌。结果表明，改性双马来酰亚胺树脂的加入可以使复合材料的ＩＬＳＳ值提高１０％以上。     

Role of matrix modification on interlaminar shear strength of glass fibre/epoxy composites

Interlaminar shear properties of fibre reinforced polymer composites are important in many structural applications. Matrix modification is an effective way to improve the composite interlaminar shear properties. In this paper, diglycidyl ether of bisphenol-F/diethyl toluene diamine system is used as the starting epoxy matrix. Multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) and reactive aliphatic diluent named n-butyl glycidyl ether (BGE) are employed to modify the epoxy matrix. Unmodified and modified epoxy resins are used for fabricating glass fibre reinforced composites by a hot-press process. The interlaminar shear strength (ILSS) of the glass fibre reinforced composites is investigated and the results indicate that introduction of MWCNT and BGE obviously enhances the ILSS. In particular, the simultaneous addition of 0.5 wt.% MWCNTs and 10 phr BGE leads to the 25.4% increase in the ILSS for the glass fibre reinforced composite. The fracture surfaces of the fibre reinforced composites are examined by scanning electron microscopy and the micrographs are employed to explain the ILSS results.     

Improved cryogenic interlaminar shear strength of glass fabric/epoxy composites by graphene oxide

The cryogenic interlaminar shear strength (ILSS) at cryogenic temperature (77 K) of glass fabric (GF)/epoxy composites is investigated as a function of the graphene oxide (GO) weight fraction from 0.05 to 0.50 wt% relative to epoxy. For the purpose of comparison, the ILSS of the GF/epoxy composites is also examined at room temperature (RT, 298 K). The results show that the cryogenic ILSS is greatly improved by about 32.1% and the RT ILSS is enhanced by about 32.7% by the GO addition at an appropriate content of 0.3 wt% relative to epoxy. In addition, the ILSS of the composite at 77 K is much higher than that at RT due to the relatively strong interfacial GF/epoxy adhesion at 77 K compared to the RT case.     

UHMWPE纤维表面处理及其复合材料性能

对超高分子量聚乙烯(U HMWPE) 纤维进行了铬酸液相氧化和上胶剂表面涂覆的复合表面处理, 并对U HMWPE 纤维表面处理前后与几种不同结构的环氧树脂基体制备的复合材料进行界面性能研究。结果表明: 树脂种类对复合材料界面性能略有影响, 但层间剪切强度都较低。对纤维进行单纯的液相氧化和表面涂覆均可以提高复合材料的界面性能, 但液相氧化处理时间过长会使纤维强度降低; 而液相氧化2涂覆的复合处理则具有协同效应, 在不降低纤维强度的同时大幅度提高复合材料的层间剪切强度, 是一种有效的表面处理方法。      

γ射线辐照对碳纤维表面接枝改性的影响

为提高碳纤维/环氧树脂复合材料的界面粘结性能, 采用γ射线共辐照接枝方法对碳纤维表面改性, 利用X光电子能谱仪(XPS)、 扫描电子显微镜(SEM)、 电子万能材料试验机, 研究了在缩乙二醇丙酮溶液和环氧氯丙烷丙酮溶液中经200 kGy剂量的γ射线辐照接枝后, 碳纤维的表面化学元素及官能团组成、 表面形貌、 复合材料剪切断面形貌及其层间剪切强度(ILSS)的变化。研究表明, 缩乙二醇类接枝液的接枝效果较理想, 碳纤维接枝率达7%; 辐照处理碳纤维表面O/C比值和含氧官能团含量增加, 以此制备的碳纤维/环氧复合材料的ILSS提高, 最大提高率达31.2%; 同时还发现辐照接枝后的碳纤维表面粗糙度增大。     

CNTs强化碳纤维/环氧复合材料界面过渡层及其对界面性能的影响

采用上浆的方法将碳纳米管(CNTs)引入到碳纤维表面,制备CF/CNTs/环氧多尺度复合材料。相比上浆处理前,复合材料的层间剪切强度及弯曲强度分别提高了13.54%和12.88%。采用力调制原子力显微镜及扫描电镜的线扫描功能对复合材料界面相精细结构进行分析。结果表明:CNTs的引入在纤维和基体间构建了一种CNTs增强环氧树脂的界面过渡层。该界面过渡层具有一定厚度,且其模量和碳元素含量呈梯度分布。在固化成型前对含有CNTs的复合材料进行超声处理,促使碳纤维表面的CNTs向周围树脂中分散,发现复合材料的界面过渡层被弱化,其层间剪切强度及弯曲强度较超声处理前分别下降了7.33%和5.34%,验证了CNTs强化的界面过渡层对于提高复合材料界面性能的重要作用。     

高性能有机纤维单丝复合体系界面粘结性能实验研究

采用单丝复合体系多次断裂法,通过对纤维单丝断点数的统计及其断点形貌的分析,考察了PBO纤维、芳纶Twaron纤维、超高分子量聚乙烯纤维(UHMWPE)3种高性能有机纤维与韧性环氧基体的界面剪切强度;并对比考察了界面剪切强度与对应复合材料单向板层间剪切强度之间的关系;结合XPS、SEM等手段分析了有机纤维表面物理化学特性对界面剪切强度的影响。结果表明,Twaron/环氧的界面剪切强度高于PBO/环氧,UHMWPE/环氧的界面粘结弱,该方法不能测试;上述体系界面剪切强度与对应的复合材料单向板层间剪切强度变化趋势是一致的;表面化学活性高的纤维对应的界面剪切强度高。     

Preparation of continuous carbon nanotube networks in carbon fiber/epoxy composite

In order to optimize carbon nanotube (CNT) dispersion state in fiber/epoxy composite, a novel kind of CNT organization form of continuous networks was designed. The present work mainly discussed the feasibility of preparing continuous CNT networks in composite: Fiber fabric was immersed into CNT aqueous solution (containing dispersant) followed by freeze drying and pyrolysis process, prior to epoxy infusion. The morphologies of fabric with CNTs were observed by Scanning Electron Microscope. The relationship between CNT networks and flowing epoxy resin was studied. Properties of composite, including out-of-plane electrical conductivity and interlaminar shear strength (ILSS), were measured. The results demonstrated that continuous and porous CNT networks formed by entangled CNTs could be assembled in fiber fabric. Most part of them were preserved in composite due to the robustness of network structures. The preserved CNT networks significantly improved out-of-plane electrical conductivity, and also have an effect on ILSS value.     

孔隙率对碳纤维/环氧树脂复合材料层合板湿热性能的影响

针对某飞机上应用的典型铺层[(±45)4/(0,90)/(±45)2]S和[(±45)/(0,90)2/(±45)]S,研究了孔隙对碳纤维增强环氧树脂基复合材料层合板的吸湿行为和层间剪切强度的影响。采用不同的热压罐固化压力制备了不同孔隙率的试样。采用显微图像分析技术对孔隙率和孔隙的微观结构特征进行了详细的分析。研究结果表明:孔隙主要分布于层间,且随着孔隙率的增大,孔隙的尺寸增大;2种层合板的吸湿率和最大吸湿量随着孔隙率的增加而增加;湿热老化和未经湿热老化的层间剪切强度都随着孔隙率的增加而下降。铺层[(±45)4/(0,90)/(±45)2]S未经湿热和湿热后的层间剪切强度随着孔隙率增加分别下降6%(孔隙率:0.6%~6.3%)和9%(孔隙率:0.4%~7.0%);铺层[(±45)/(0,90)2/(±45)]S未经湿热和湿热后的层间剪切强度随着孔隙率增加分别下降14%(孔隙率:0.4%~6.9%)和7%(孔隙率:0.2%~8.9%)。