熔融共混法制备羧基化多壁碳纳米管/PA66 复合纤维及其性能

采用熔融共混法制备了不同质量分数的羧基化多壁碳纳米管(CMWNTs)/聚己二酸己二胺(PA66)切粒, 并将切粒熔融纺丝制成CMWNTs/PA66复合纤维。 采用SEM、 DMA和单纤维电子强力仪等研究了CMWNTs对复合纤维形貌和力学性能的影响。CMWNTs在纤维中沿纤维轴向束状分布均匀。CMWNTs的加入提高了PA66纤维的力学性能和玻璃化温度。CMWNTs的质量分数为0.5%时, CMWNTs/PA66复合纤维的储能模量最大, 为PA66纤维的5.5倍; 玻璃化温度提高了27.6℃。CMWNTs的质量分数为0.3％时, 复合纤维的初始模量最大, 比PA66纤维增加了101.4%。当CMWNTs的质量分数为1%时, 复合纤维的断裂强度最大, 与纯PA66相比增加了48.8%。      

Effects of tension heat-set process on structures and properties of MWCN~/PEEK composite fibers

采用熔融共混纺丝工艺制备多壁碳纳米管（MWCNTs）质量分数分别为0．1％和0．5％的MWCNTs／PEEK（聚醚醚酮）复合纤维,研究了紧张热定型过程中热定型温度和降温速率对复合纤维结构和性能的影响。采用TEM、SEM、DSC、DMA、XRD和单纤维电子强力仪研究了复合纤维的形貌、结构和性能。结果表明：复合纤维的热定型温度和冷却降温速率对其杨氏模量、拉伸强度和断裂伸长率均有影响,经过热定型处理,复合纤维内部MWCNTs的取向程度明显提高。280℃热定型、1．5℃／min冷却纤维的拉伸强度达384MPa,杨氏模量为0．62GPa,断裂伸长率28％,拉伸强度和杨氏模量分别较130℃热定型纤维提高了147％和19％,获得了优化复合纤维性能的最佳工艺条件。     

碳纳米管类型对CNTs/Lyocell复合纤维结构与性能的影响

分别采用单壁碳纳米管（SWNTs）和多壁碳纳米管（MWNTs）这两种碳纳米管（CNTs）制备不同的CNTs/Lyocell复合纤维,探讨了碳纳米管类型对复合纤维的结构与性能的影响。结果表明,碳纳米管类型并未影响CNTs/Lyocell纤维的结晶结构,质量分数为1%的SWNTs或MWNTs在Lyocell基体中分布都比较...     

热定型工艺对PVA/PEDOT∶PSS共混纤维结构和性能的影响

将PVA水溶液与PEDOT∶PSS水分散液共混,制备出混合均匀的PVA/PEDOT∶PSS混合纺丝液,通过改变湿法纺丝后处理工艺中的热定型制备出不同热定型温度下的PVA/PEDOT∶PSS共混导电纤维。探究了热定型工艺对共混纤维结构和性能的影响,并分析了影响机理。借助红外光谱分析仪(FT-IR),X射线衍射仪(XRD),高阻计,电子单纤维强力仪和扫描电子显微镜(SEM)对共混纤维进行测试表征。结果表明:热定型温度对共混纤维的结晶性能,导电性能,拉伸力学性能,表面形貌及热稳定性均有一定程度的改善。随着热定型温度的升高,纤维大分子链的结晶程度逐渐完善,形成择优取向不明显的多晶结构;纤维电导率逐渐提高;纤维的拉伸断裂强度逐渐升高,拉伸断裂伸长逐渐降低;纤维表面的沟槽数量减少,沟槽的均匀性及平行度提高,纤维表面形貌得到改善。     

碳纳米管对纳米炭复合纤维结构与性能的影响研究

采用不同方法将多壁碳纳米管(MWNTs)混合于中间相沥青中,利用氮压式单孔纺丝机进行纺丝,经预氧化、碳化后制得了纳米炭复合纤维,对比研究了混合方式对纳米炭复合纤维的结构和性能的影响.研究结果表明,MWNTs的加入最终改变了纤维的微观结构,尤其经浓酸处理后显著提高了纳米炭复合纤维的力学性能.     

聚苯乙烯/多壁碳纳米管复合丝的制备与性能

采用微型双螺杆挤出共混和熔融纺丝法制备了聚苯乙烯/多壁碳纳米管(PS/MWNTs)复合丝。通过添加改性剂可以提高复合材料的纺丝最大拉伸比。光学显微镜和扫描电镜观察发现,当MWNTs含量较小(<2%)时,MWNTs在基体中的分散比较均匀。随着MWNTs含量的增加,团聚增多,且大多数MWNTs沿纤维轴向取向排列。当MWNTs含量较小时,添加一定量改性剂可以提高复合丝的拉伸强度及尺寸稳定性。电性能结果表明,复合丝的导电渗流阈值出现在2%～5%之间。复合材料的流变渗流阈值与导电渗流阈值具有一致性。     

氨基化多壁碳纳米管/PA56复合材料的制备及性能

为探究碳纳米管对聚酰胺56(PA56)性能的影响,采用氧等离子体对多壁碳纳米管(MWNTs)进行活化,然后与己二胺反应得到氨基化碳纳米管(AMWNTs),再将AMWNTs与PA56进行熔融共混,制备AMWNTs/PA56复合材料。运用FT-IR、Raman分析碳纳米管表面官能团的变化;借助SEM、XRD、DSC、TG和半导体参数测试系统对复合材料的微观形貌、结晶结构、热学及电学性能进行表征,并使用转矩流变仪、过滤性能测试仪对复合材料流变性和可纺性进行测试。结果表明,在MWNTs表面成功接枝了氨基,AMWNTs分散性较好;随着AMWNTs含量的提高,复合材料的热学性能和结晶结构发生变化,同时提高了复合材料的导电性;AMWNTs含量在1.0%以内时对复合材料的流变性影响不大,复合材料的可纺性较好。     

Lyocell/多壁碳纳米管复合纤维的制备及性能

将多壁碳纳米管(MWCNTs)水悬浮液、N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)溶液及纤维素共混得到纺丝液,通过干湿法制备了Lyocell/MWCNT复合纤维。采用X-衍射仪(WAXD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、强度仪等分析了所得纤维的结构和性能。WAXD图谱显示复合纤维仍然具有纤维素II晶型的结构,同时还保留了MWCNTs的特征衍射峰;二维X衍射结果表明:MWCNTs质量分数为5%的复合纤维中,MWCNTs与纤维轴的取向角为±15.2°,说明复合纤维中MWCNTs基本沿着纤维轴取向。SEM结果显示复合纤维中MWCNTs在Lyocell基体中分布均匀。对纤维的力学性能分析进一步表明:添加适量的MWCNTs可使复合纤维的力学性能提高,MWCNTs质量分数为1%的复合纤维的初始模量和强度分别比Lyocell纤维增加49.4%和15.7%。     

热致液晶聚酯/聚醚醚酮复合纤维的制备与表征

将热致液晶聚酯(VA)与聚醚醚酮(PEEK)共混后,通过熔融纺丝制备了热致液晶聚酯/聚醚醚酮复合纤维,并对复合纤维的热性能、聚集态结构、相态结构和力学性能进行了研究。结果表明,VA的加入能够降低PEEK纤维的玻璃化温度和冷结晶温度,同时PEEK的结晶温度也随着VA的加入而升高;VA的加入有利于提高PEEK的结晶性能,使得PEEK晶粒尺寸变大,晶面间距变小,晶体更加完善,晶区取向增强;随着VA添加量的增大,VA相逐渐由球状或椭球状向微纤状变化;随着喷丝头拉伸比的增大,VA相的长径比呈现先增大后减小的趋势;添加1%和2%的VA后,复合纤维的断裂强度有少许下降,而当VA的添加量增大到4%后,复合纤维的总拉伸倍数提高,并且断裂强度有一定的提升。     

电场诱导多壁碳纳米管有序排列对多壁碳纳米管/环氧树脂复合材料性能的影响

采用交流（AC）电场诱导法制备了多壁碳纳米管（MWCNTs）均匀分散且定向有序排列的MWCNTs/环氧树脂复合材料。采用SEM、偏振拉曼光谱等研究了电场强度、MWCNTs含量、加电时间及温度（黏度）等因素对MWCNTs定向排列的影响,讨论了MWCNTs有序排列对MWCNTs/环氧树脂复合材料电学和力学性能的影响。结果表明：MWCNTs沿电场方向有序排列;MWCNTs/环氧树脂复合材料施加AC电场后的拉曼强度明显高于未施加电场的情况;当MWCNTs含量从0wt%增加到0.025wt%时,MWCNTs/环氧树脂复合材料导电率从2.3×10^-12 S/cm增加到1.3×10^-8 S/cm,增加了约4个数量级;MWCNTs含量为2.5wt%时,MWCNTs/环氧树脂复合材料拉伸强度提高了26.3%。     

Mechanical and thermal expansion properties of glass fibers reinforced PEEK composites at cryogenic temperatures

Polyetheretherketone (PEEK) has been widely used as matrix material for high performance composites. In this work, 30% chopped glass fibers reinforced PEEK composites were prepared by injection molding, and then the tensile, flexural and impact properties were tested at different temperatures. The modulus, strength and specific elongation of glass fibers reinforced PEEK at room temperature, 77 K and 20 K have been compared. And the fracture morphologies of different samples were investigated by scanning electron microscopy (SEM). The results showed a dependence of mechanical properties of glass fibers reinforced PEEK composites on temperature. The coefficient of thermal expansion of unfilled PEEK and glass fibers reinforced PEEK were also investigated from 77 K to room temperature. The results indicated that the thermal expansion coefficient (CTE) of PEEK matrix was nearly a constant in this temperature region, and it can be significantly decreased by adding glass fibers.     

Ekonol/G/MoS2/PEEK复合材料的力学性能

用模压方法制备了Ekonol／G／MoS2／PEEK复合材料，并对其力学性能(含拉伸强度、弯曲强度、冲击强度和压缩强度)进行了研究。结果表明：Ekonol的加入，使Ekonol／G／MoS2／PEEK复合材料的压缩强度提高，拉伸强度、弯曲强度和冲击强度有所降低．但并不妨碍其作为结构零件使用；当Ekonol含量为25％左右时，复合材料具有较为理想的综合力学性能。     

MWCNTs表面改性剑麻纤维及其环氧树脂基复合材料传感器的制备及性能

通过引入多功能化纳米颗粒从而赋予天然纤维增强高分子复合材料多功能性,使其具有传感性能,可原位感应外界环境变化。但制备多功能纳米复合材料通常需预先将纳米颗粒均匀分散在基体中,造成基体粘度大,难以工程化应用,同时需使用较大添加量才能达到渗透阈值。采用"染布法"以多壁碳纳米管(MWCNTs)悬浮液为"染料"对剑麻纤维(SF)表面进行改性,制备了多功能的剑麻纤维(MWCNTs-SF)及其环氧树脂基复合材料(MWCNTs-SF/EP)传感器。改性后剑麻纤维表面形成了一层连续的MWCNTs涂层。MWCNTs-SF的伏安特性曲线显示MWCNTs-MWCNTs和MWCNTs-电极之间形成了欧姆接触。MWCNTs-SF及MWCNTs-SF/EP均为负温度系数热敏电阻。在外界应力-应变的作用下,MWCNTs-SF及MWCNTs-SF/EP的电阻起初没有明显的变化,然后随应变线性增加,接着与应变成指数关系。MWCNTs-SF及MWCNTs-SF/EP对温度与应力-应变的响应特性不同是由于复合材料成型过程中的MWCNTs网络结构发生了变化。同时,随着MWCNTs改性次数增加,剑麻纤维布增强环氧树脂基复合材料的拉伸强度逐渐从37.6 MPa增大到46.7 MPa,弹性模量也相应增大。     

PEK—C／PEEK共混物的研究

用挤出方法制备了新型聚芳醚酮(PEK-C)和聚醚醚酮(PEEK)共混物。对共混体系的相容性、转变、结晶结构及力学性能等进行了研究。初步结果显示了PEK-C和PEEK具有很好的互补和协同作用,表明该共混物是一种很有前途的工程材料。     

Consolidation Process of PEEK/Carbon Composite for Aerospace Applications

Processing of PEEK/carbon composites into an aerospace structural part like the space arm can be very complex and necessitates repetition of the consolidation process in order to obtain a void free structure. The objective of the present work was to evaluate the effect of successive consolidations on the PEEK/carbon composite properties in order to determine optimum consolidation conditions.It is well known that the properties of the PEEK matrix in PEEK/carbon fiber composite are dependent on the processing conditions. Since each of the successive consolidations is done at a temperature of 400°C for a period of 60 minutes, it can be predicted that after a few cycles of consolidation, such thermal treatment can lead to matrix modifications. The results of the present study indicate that successive consolidations lead to modifications of the crystallization behavior of the PEEK matrix in the composite; alteration of the mechanism of nucleation of the PEEK matrix as well as the global rate of crystallization and a reduction in the recrystallizable material was observed. Modifications in the crystallization behavior of the PEEK matrix probably result from alteration of the chemical structure of the PEEK matrix when the composite is submitted to long treatment at high temperature. In particular, under oxidizing conditions, in air for example, chain scission followed by crosslinking reactions was proposed as the mechanism responsible for the matrix evolution.The evaluation of the tensile properties and the short beam shear strength of the consolidated samples also suggests that successive consolidations can affect the mechanical behavior of the PEEK/carbon composites. The mechanical characterization indicates that up to a certain level, the evolution of the PEEK structure during the consolidation process can be beneficial in terms of tensile and interfacial performance since crosslinks are strengthening structure.     

单向连续竹青纤维填充量对不饱和聚酯树脂力学性能及微观形貌的影响

以单向连续竹青纤维（OBF）和不饱和聚酯树脂（UP）制备了单向OBF/UP复合材料,研究了OBF含量对OBF/UP复合材料纵向静态力学性能及动态力学性能的影响,并采用SEM观察了复合材料拉伸断面处界面结合情况。结果表明:随着OBF含量的增加,OBF/UP复合材料静态力学性能呈先增加后减小趋势,当OBF含量为50wt%时,复合材料拉伸、弯曲性能最优,拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度、弯曲模量分别达到285.52 MPa、16.06 GPa、359.80 MPa、27.32 GPa;OBF/UP复合材料存储模量随OBF含量增加呈先增加后减小趋势,当OBF含量为50wt%时,OBF/UP复合材料存储模量最大,且随着OBF含量的增加,OBF/UP复合材料玻璃化转变温度向低温方向移动,损耗峰变宽;断面处微观形貌表明,OBF含量为50wt%时,复合材料界面结合强度较好。制备的OBF/UP复合材料力学性能优良,有潜力取代玻璃纤维增强树脂复合材料在风电叶片材料、公路防护栏材料、船舶材料等领域的应用。      

短切玻纤增强杂萘联苯聚醚砜共混树脂基复合材料的力学性能

在考察并优化不同基体树脂配方情况下,采用熔融混合的方式制备了不同含量的短切玻璃纤维增强二氮杂萘联苯聚芳醚砜(PPBES)/聚醚醚酮(PEEK)复合材料。并对复合材料不同温度下的力学性能进行了研究。玻璃纤维增强后,体系的拉伸强度大幅提高,其中30%玻璃纤维增强复合材料在150℃的拉伸强度稳定在91 MPa,具有优异的高温力学性能。扫描电子显微镜(SEM)照片表明复合材料中玻璃纤维和基体有较强的相互作用。     

EG/SSF/ABS复合材料的导电性能与力学性能

采用硅烷偶联剂（KH550）改性膨胀石墨（EG）和不锈钢纤维（SSF）,将表面处理前后的EG和SSF与丙烯晴-丁二烯-苯乙烯（ABS）树脂通过混炼挤出制备了复合材料,分析了EG、SSF含量及改性处理EG、SSF对复合材料导电性能和力学性能的影响。结果表明,随着EG含量增加,复合材料的体积电阻率逐渐下降,且变化规律符合＂渗滤效应＂;EG改性后,复合材料的体积电阻率减小,拉伸强度增大,冲击强度减小。改性EG含量保持20%不变,加入SSF后,复合材料的导电性能有较大提高;SSF改性后,复合材料的体积电阻率变大,拉伸强度和抗冲击强度均提高,当改性后SSF含量为16%时,体积电阻率为5190Ω.cm,拉伸强度和抗冲击强度分别为50.11MPa和2.1kJ/m2。