PA-6/云母复合材料与PA-6/改性云母复合材料性能研究

采用熔融共混法制备出了尼龙-6/云母复合材料,研究了表面改性前后云母对复合材料物理机械性能的影响。结果表明:加入量较小时,云母表面改性与否对复合材料的力学性能和热稳定性基本没有影响;加入量较大时,表面改性云母使复合材料具有更好的力学性能和热稳定性。     

碳纤维/有机硅改性环氧树脂复合材料性能研究

介绍了一种碳纤维/有机硅改性环氧树脂复合材料的性能研究情况.对该复合材料的力学性能、热常数和烧蚀性能进行了初步测试.结果表明,其拉伸强度达到558MPa,拉伸模量达到44.0GPa,层间剪切强度为16.6MPa,导热系数不超过0.3 W/(m*K),氧-乙炔烧蚀的线烧蚀率为0.049mm/s,质量烧蚀率为0.0595g/s.通过与常用的碳/酚醛材料比较,碳纤维/有机硅改性环氧树脂复合材料的性能较优.     

UHMWPE纤维/碳纤维混杂复合材料性能研究

用层内及层间混杂方式制备了超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)纤维/碳纤维混杂复合材料,对复合材料的力学性能、动态力学性能(DMA)及微观形貌(SEM)进行了分析比较.结果表明,层内混杂复合材料的综合性能好于层间混杂复合材料,层内混杂复合材料的冲击强度在UHMWPE纤维相对于碳纤维质量分数为43%时有最大值423.3kJ/m2,层内混杂复合材料的贮能模量(E')、损耗因子(tanδ)和损耗模量(E')明显地向高温方向移动,混杂复合材料的玻璃化温度(Tg)及模量分别比UHMWPE复合材料提高了2倍和3倍.     

碳纤维/QY9611复合材料湿热性能研究

研究国产碳纤维/QY9611复合材料固定吸湿量下的湿热性能。通过71℃水浸方法测得该型复合材料的饱和吸湿率仅为0.73%左右,选取吸湿率0.2%、0.4%、0.6%和饱和吸湿作为试验的固定吸湿量。每个固定吸湿量分别在室温和高温150℃环境下进行弯曲性能试验和层间剪切性能试验。并在Q800型动态力学热分析仪上进行动态力学性能试验。结果表明:随着复合材料的吸湿量持续增加,复合材料力学性能呈下降趋势;碳纤维/QY9611复合材料在干态150℃下弯曲性能和层间剪切性能保持率在70%以上;碳纤维/QY9611复合材料在湿态150℃下弯曲性能和层间剪切性能保持率在50%以上;吸湿后其玻璃化转变温度Tg下降缓慢,极限使用温度可达132℃。     

连续碳纤维/聚酰胺6混编织物复合材料的成型及性能研究

为了改善碳纤维/聚酰胺6织物复合材料界面的结合状态,提高复合材料的力学性能,通过混编的方式制备了碳纤维/聚酰胺6预制体,混编织造前碳纤维经500℃-2 min高温处理后浸泡在1wt%浓度的PA 845H-TDS-CN上浆液中20 s,最后将预制体通过热压成型,制备碳纤维织物/聚酰胺6复合材料。采用TGA、DSC、SEM、万能拉伸试验机分析碳纤维/聚酰胺6复合材料的热性能、晶型变化、微观形貌及力学性能。结果表明,聚酰胺6树脂主要以α晶型存在,结晶较为完善。纤维拔出后,单根碳纤维表面附着部分尼龙基体,碳纤维与尼龙基体形成了良好的界面层。优化后的层合板工艺为：铺层数10层,热压温度240℃,热压压力3 MPa,热压时间15 min。此工艺下,复合材料平均拉伸强度达到了825 MPa,弯曲强度平均值达到了520 MPa。     

苎麻纤维/碳纤维/聚乙烯复合材料的性能研究

将苎麻纤维(RF)、短切碳纤维(SCF)混杂加入低密度聚乙烯(LDPE)树脂中,考察了纤维混杂方式、马来酸酐接枝物添加方式对LDPE/RF/SCF(100/10/5)复合材料力学性能的影响。结果表明:以SCF/LDPE为表层,以RF/LDPE为芯层的夹芯结构LDPE/RF/SCF(100/10/5)复合材料拉伸强度较LDPE/RF(100/15)复合材料提高了49%,冲击强度提高78%;体系中添加3份的马来酸酐接枝物(LDPE-g-MAH)后,复合材料冲击强度提高了8%,马来酸酐接枝物改善复合材料冲击强度比改善拉伸强度更有效。扫描电镜结果表明LDPE-g-MAH能改善麻纤维、碳纤维与基体间的界面结合。     

碳纤维复合材料界面性能研究

复合材料的界面问题具有其自身的特殊性、复杂性和重要性, 它不仅与材料的工艺有关, 而且也显著影响着复合材料的损伤和破坏过程。本文采用激光喇曼光谱技术测量了碳纤维复合材料内纤维单丝的微变形, 研究了应力传递机理及剪应力的分布。实验结果显示拉伸应变小于0. 8% 时, 纤维内的应变与端部的拉伸应变成线性关系。      

碳纤维/环氧树脂复合材料高速冲击性能

采用树脂传递模塑(RTM)工艺制备碳纤维/环氧树脂复合材料,通过空气炮冲击实验研究树脂韧性和碳纤维类型对复合材料抗高速冲击性能的影响,并对高速冲击后的试样进行压缩性能测试,研究高速冲击损伤对复合材料剩余压缩性能的影响。结果表明:树脂的韧性可以降低复合材料遭受高速冲击时的内部损伤程度,大幅提高复合材料的抗高速冲击性能和冲击后剩余压缩性能;T700S碳纤维增强复合材料抗高速冲击性能优于T800H碳纤维增强复合材料;复合材料的破坏模式与冲击速率有关,冲击速率较低时,复合材料弹击面出现圆形凹坑,背弹面出现鼓包;冲击速率较高时,复合材料弹击面出现圆形通孔,背弹面出现沿纤维方向撕裂断口。     

聚酯/碳纤维复合材料的自修复性能研究

合成了脲醛树脂/环氧树脂微胶囊,并作为功能材料设计自修复聚醋/碳纤维复合材料.采用力学性能测试,扫描电子显微镜(SEM)和光学显微镜(OM)对微胶囊功能材料和自修复材料进行研究.碳纤维能够提高材料的弹性模量,在材料损伤过程中,控制裂缝的宽度.微胶囊具有增韧效果和自修复能力.经过拉伸复合材料内部产生裂纹.微胶囊在裂纹前端...     

T-1000碳纤维/环氧树脂基复合材料性能研究

用扫描电镜、红外光谱、X射线光电子能谱仪、NOL环及φ150mm容器等手段,对T-1000碳纤维表面状态、元素组成和复合材料性能进行系统研究.结果表明,该纤维表面光滑,富有树脂涂层,具有高的活性碳基团,与HS19环氧基体匹配具有高的粘接强度,φ150mm容器环向纤维发挥强度达6174MPa,复合高压气瓶具有较高的容重比.     

孔隙率对碳纤维/尼龙6复合材料湿热性能影响的数值模拟研究

孔隙在复合材料制造过程中广泛存在,在湿热环境下孔隙的存在会改变应力场和水分场,进而影响复合材料的吸湿性能与力学老化性能。对碳纤维/尼龙6(Carbon fiber reinforced polyamide 6,CF/PA6)复合材料在不同温度浸水环境下吸湿老化后的力学性能测试,研究了温度与吸湿量对其力学性能的影响及强度与模量等力学参数的演化规律,建立吸湿参数与力学参数的关联函数。基于随机顺序吸附法算法(Random sequential adsorption,RSA),建立了纤维、界面和孔隙随机分布的代表性体积单元(Representative volume element,RVE)模型。在本构模型中引入依赖于吸湿量的退化因子,研究了孔隙含量对复合材料横向拉伸、压缩、剪切强度和模量的影响,揭示了湿热老化前后不同的失效机制。结果表明：在热湿老化前,由于应力集中,孔隙会导致复合材料力学性能下降,孔隙率含量每增加1%,横向拉伸强度降低6.4%;湿热老化后,基体吸湿塑化效应是复合材料力学性能降低主要因素,对应降低率为3.86%。     

激光对碳纤维及碳纤维/环氧树脂复合材料性能影响

采用高能激光束对聚丙烯腈（PAN）基碳纤维进行表面改性。利用SEM、EDS、FTIR、XRD、万能试验机等表征手段,对改性前后碳纤维微观形态、成分变化、物相结构、力学性能进行表征,系统地研究了激光束对碳纤维微观组织变化、性能变化等的影响规律,探索激光束对碳纤维的作用机制。结果表明,碳纤维经激光表面改性后,其表面的粗糙度和比表面积增加,碳纤维的浸润性得到提升,且激光束的功率越高、扫描速度越低,碳纤维浸润性越好。改性后的碳纤维化学成分、微观结构及官能团种类没有改变;改性后的碳纤维官能团种类没有改变,说明激光改性过程主要以物理过程为主;激光改性没有改变碳纤维的微观结构,改性后微晶尺寸略有减小,有利于改善碳纤维与环氧树脂的界面黏结性能。激光表面改性碳纤维/环氧树脂复合材料的拉伸强度和冲击强度均有不同程度的提高,当碳纤维质量分数为0.2wt%、激光改性功率为150 W时,碳纤维/环氧树脂复合材料的拉伸强度提高了59%,冲击强度提高了52%。     

高导热导电CR/NR/碳纤维复合材料性能研究

用气相沉积法对碳纤维表面进行处理,研究了高性能碳纤维(CF)在氯丁橡胶(CR)和天然橡胶(NR)复合材料中的流变性能、加工性能、物理机械性能、导电性、导热性、耐老化性和抗疲劳性等性能。通过电子显微镜(SEM)表征分散效果。结果表明,随着CF用量的增加,橡胶复合材料的硫化时间缩短,抗拉强度提高了18%,抗疲劳性提高了19%;添加3phr CF分散性最好,硫化胶的物理力学性能最佳。CF用量增加,导热性和导电性增强。     

碳纳米管/碳纤维/环氧树脂复合材料研究

制备了碳纳米管(CNTs)/碳纤维(CF)/环氧树脂(EP)三元复合材料。研究了CNTs含量对复合材料层间剪切强度、弯曲强度和弯曲模量的影响,并采用场发射扫描电镜分析了CNTs在基体树脂中的分散情况。结果表明:复合材料性能的变化源自于CNTs在基体树脂中的分散状态。当CNTs含量为0.2%(wt,下同)时,复合材料剪切强度和弯曲强度达到最大值,分别为99.2MPa和1811.4MPa,但其弯曲模量下降了8.7GPa。当CNTs添加量达到1%时,其弯曲模量达到135.9GPa,较未加入CNTs时提高了11.1%,层间剪切强度和弯曲强度分别降低了5.5MPa和359.5MPa。     

石墨烯改性环氧树脂/碳纤维复合材料拉伸性能的研究

通过H2SO4/HNO3混酸酸化石墨烯,并用硅烷偶联剂KH-560接枝酸化的石墨烯,然后将处理好的石墨烯均匀的分散在环氧树脂中,制备高性能的环氧树脂/碳纤维复合材料。通过红外光谱(FTIR)、热失重(TG)、透射电子显微镜(TEM)等分析方法对处理的石墨烯的表面官能团及表面形貌进行表征,用DCW-7拉伸试验机对所制得的复合材料进行测量。结果表明:酸化的石墨烯表面成功地接枝上了一定量的硅烷偶联剂KH-560,在树脂体系中添加2%的硅烷偶联剂KH-560处理的石墨烯的复合材料的拉伸强度提高了10.7%,断裂强力提高了10.4%。     

AAS/PA-6合金的相容性

用反应挤出法制备了一系列的尼龙６／苯乙烯丙烯酸丁酯丙烯腈共聚物（ＰＡ６／ＡＡＳ）合金的相容剂,采用透射电子显微镜（ＴＥＭ）观察了所得合金的微观形态,结合合金的力学性能,对所选用及所制备相容剂进行了筛选。结果表明,以ＳＥＢＳ与ＭＡＨ的接枝物作为相容剂（ＳＥＢＳ是苯乙烯,丁二烯的三嵌段共聚物）,或以ＳＥＢＳ的ＭＡＨ接枝物与ＳＭＡ（苯乙烯马来酸酐聚合物）作为复合相容剂,既可得到以粘度较高的ＡＡＳ为连续相且冲击强度很高的ＡＡＳ／ＰＡ６合金,也可以得到以ＰＡ６为连续相高冲击强度的ＰＡ６／ＡＡＳ合金。     

硅溶胶改性碳纤维对碳纤维/环氧树脂复合材料界面性能影响

以硅烷偶联剂和正硅酸乙酯(TEOS)为前躯体, 以固体酸-对甲苯磺酸为催化剂制备硅溶胶, 利用硅溶胶对碳纤维进行表面改性后, 以环氧树脂为基体, 制备碳纤维增强环氧树脂复合材料。利用SEM、 TEM、 万能试验机、 偏光显微镜等对表面改性前后的碳纤维形态、 力学性能及碳纤维/环氧树脂复合材料的界面性能进行表征, 研究了硅溶胶改性碳纤维对其复合材料界面性能影响。结果表明, 硅溶胶处理碳纤维后, 在碳纤维表面原位生成具有膜-粒结构的表面层, 改性后碳纤维的强度由2.41 GPa提高到3.00 GPa, 界面性能也得到了明显改善, 界面剪切强度(IFSS)提高了51.41%。     

聚乙烯/石墨/碳纤维增强复合材料的制备及其性能研究

将改性石墨和表面含有羟基的碳纤维与氯化镁复合,然后负载四氯化钛催化组分,制得复合载体型齐格勒-纳塔催化剂,最后经过乙烯原位聚合,制得含有多维碳材料的聚乙烯(PE)/石墨/碳纤维的新型复合材料。结果表明:改性石墨、碳纤维、氯化镁复合作为催化剂的载体,能够制得高活性的乙烯聚合催化剂。石墨、碳纤维和氯化镁的复合载体型催化剂制得的PE/石墨/碳纤维的新型复合材料力学性能较好,拉伸强度达到38.5MPa,断裂伸长率达到560%,冲击强度达到107kJ/m~2,分别比纯PE提高45.28%、28.74%和16.30%。