单向碳纤维/环氧树脂预浸料热解特性

通过热重实验研究了单向碳纤维/环氧树脂预浸料的热解性能,利用FESEM测试分析了单向碳纤维/环氧树脂预浸料的热解残留物的形貌特征,得到其热解反应过程的物质参与。研究结果表明,单向碳纤维/环氧树脂预浸料的热解反应在空气中分为三个阶段,其中第一、二阶段是环氧树脂基体的热解,第三个阶段是碳纤维的热解。不同形态的单向碳纤维/环氧树脂预浸料在不同加热速率下的热解规律：随加热速率的增加,每个阶段的初始分解温度、反应最终温度及最大失重速率温度均向高温方向移动,热解温度范围逐渐扩大,质量损失明显增加。在相同的升温速率下,块状的单向碳纤维/环氧树脂预浸料相对于其粉末材料的热解时间较长,每个阶段的热解温度较高。     

苎麻短纤维层间增韧碳纤维/环氧树脂复合材料

采用热压机层压成型工艺制备了苎麻短纤维(SRF)层间增韧碳纤维/环氧树脂(CF/EP)复合材料层压板,研究了SRF的长度、面密度及其表面偶联处理对CF/EP复合材料层间断裂韧性的影响,并进一步研究了SRF的铺入对复合材料弯曲、拉伸性能的影响。研究结果表明,层间SRF的铺入明显改善了CF/EP复合材料的I型和II型层间断裂韧性(G_(IC)和G_(IIC)),当表面偶联处理的纤维长度为6mm、面密度为12g·m~(-2)时,增韧效果最佳,GIC由497.48J·m~(-2)增加到667.54J·m~(-2),提高了34.24%;GIIC由508.52J·m~(-2)增加到862.11J·m~(-2),提高了69.54%。此外,铺入SRF对复合材料的弯曲、拉伸性能也有一定程度的提高。通过SEM观察发现,SRF的增韧机制与其层间桥联以及裂纹扩展过程中从基体中拔出与劈裂等现象有关。     

PEK-C膜层间增韧碳纤维/环氧树脂复合材料的力学性能

为探究热塑性酚酞基聚醚酮（Polyaryletherketone with Cardo,PEK-C）树脂薄膜及膜厚对层间增韧碳纤维/环氧树脂复合材料力学性能的影响,利用浸渍提拉法制备了三种不同厚度（分别约为1 μm、10 μm、30 μm）的PEK-C膜,通过热压成型制备了层间增韧碳纤维/环氧树脂复合材料层合板,对其进行了Ⅰ型层间断裂韧性、冲击后压缩强度、层间剪切及弯曲性能测试,并利用SEM观察微观形貌及AFM扫描微观相图。结果表明:不同PEK-C膜厚增韧碳纤维/环氧树脂复合材料的Ⅰ型层间断裂韧性、冲击后压缩强度及层间剪切强度有不同程度提高,Ⅰ型层间断裂韧性及层间剪切强度以膜厚为10 μm最佳,分别增大了157.17%和17.57%,冲击后压缩强度以膜厚为30 μm最佳,达到了186.67 MPa,这是由于PEK-C与环氧树脂在热压固化过程中形成了双相结构,改善了材料韧性;但弯曲性能持续下降,强度及模量由未增韧的1 551 MPa、106 GPa分别降至30 μm时的965 MPa、79 GPa,这是由于PEK-C树脂扩散进入环氧树脂中,降低了纤维体积分数及材料刚度。      

ZR-VV电缆护套和绝缘材料热解动力学研究

采用热重分析（thermogravimetric analysis）的方法研究了阻燃聚氯乙烯电缆（ZR-VV）护套和绝缘材料在空气中的热降解行为，并采用Kissinger法和Flynn-Wall法计算了护套材料的热降解动力学参数．TG曲线表明，阻燃处理的聚氯乙烯电缆护套和绝缘材料热降解均可分为5个阶段，材料的热降解速率随升温速率的增加而增加．由Kissinger法和Flynn-Wall法计算得到阻燃聚氯乙烯电缆护套材料的降解平均活化能依次为102和118kJ／mol，绝缘材料的降解平均活化能为133和134kJ／mol。     

氧化石墨烯-碳纳米管复合膜层间增韧碳纤维/环氧树脂复合材料

碳纤维增强树脂基复合材料层合板结构的层间性能一直是材料的性能短板,本文利用氧化石墨烯(GO)和碳纳米管(CNT)设计制备了具有一定渗透性和树脂浸润性的复合膜,采用层间增韧方法,制备了GO-CNT复合膜改性碳纤维/环氧树脂(CF/EP)复合材料,通过张开型Ⅰ型层间断裂韧性(G_ⅠC)与滑移型Ⅱ型层间断裂韧性(G_ⅡC)对GO-CNT-CF/EP复合材料的层间韧性进行了研究,并结合复合材料的破坏微观形貌和损伤/破坏特征分析了GO-CNT复合膜对复合材料的层间增韧效果及增韧机制。结果表明：GO与CNT质量比为3∶7时制备的复合膜具有良好的成膜工艺性和树脂浸润性,EP与GO-CNT复合膜的接触角远低于其与纯GO膜的接触角,并且GO与CNT结构中的羟基、羧基、环氧基等含氧基团增加了它们与EP的物理亲和性和化学作用,有利于复合材料层间GO-CNT/EP微区结构的强韧化。GO-CNT复合膜对复合材料的张开型层间断裂韧性G_ⅠC没有增强效果,甚至复合材料的G_ⅠC值还发生了轻微下降。而GO-CNT复合膜对复合材料的滑移型层...     

玻璃纤维/环氧树脂泡沫夹层板的热解动力学

使用DTG-60(AH)热重分析仪分析了玻璃纤维/环氧树脂泡沫夹层板在不同升温速率和不同氧含量条件下的热分解特性。结果表明,在空气中玻璃纤维/环氧树脂泡沫夹层板的热分解反应可分为三个阶段。随着升温速率的提高,热分解反应的初始反应温度、终止反应温度以及最大质量损失速率温度均向高温方向移动。氧含量的降低对热分解的第三阶段有较大的影响。采用Flynn-Wall-Ozawa法和Starink法进行热解动力学分析,得到玻璃纤维/环氧树脂泡沫夹层板的表观活化能。     

单向连续碳纤维-玻璃纤维层间混杂增强环氧树脂基复合材料的力学性能

为了研究连续单向纤维的层间混杂方式对复合材料力学性能及破坏方式的影响,采用碳纤维-玻璃纤维体积比为1∶1,以拉-挤成型法制备了具有不同层间混杂结构的连续单向纤维增强环氧树脂基复合材料,并研究了不同层间混杂结构的连续单向碳纤维-玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料的力学性能及破坏形式。结果表明：具有层间混杂结构的复合材料抗拉强度处于纯碳纤维/环氧树脂复合材料和纯玻璃纤维/环氧树脂复合材料之间,复合材料的拉伸断裂方式为劈裂;具有层间混杂结构的复合材料的层间剪切强度均优于纯碳纤维/环氧树脂复合材料和纯玻璃纤维/环氧树脂复合材料,复合材料的剪切断裂方式为层间断裂。     

真空吸气剂吸氢后样品的热解动力学及热重分析

采用热重分析方法,以氮气为载气,对真空吸气剂吸氢后的样品进行了热解实验。含100%PdO的吸气剂吸氢后的热解分为PdO脱氢、Pd脱氢和PdO分解三个区域,对应的温度区间分别为202~284℃,593~780℃和800~900℃。PdO吸氢是物理吸附,Pd吸氢既有物理吸附也有化学吸附。热重分析的升温速率设定为20℃/min。Ag2O分解与样品脱氢存在明显的协同作用,主要体现在593~780℃的热解区间。吸氢后样品的热解动力学采用3个一级反应来描述。在不同的升温速率和PdO含量的情况下,活化能和频率因子之间存在"动力学补偿效应",其反应性能得到了很大的提高。在常压下,随着吸气剂中Ag2O含量的增加,其活化所需的最高温度明显下降。     

微胶囊层间增韧碳纤维/环氧树脂复合材料力学性能的超声导波评价

选用微胶囊作为改性材料,采用热压机层压成型工艺制备出微胶囊层间增韧T300碳纤维/环氧树脂(CF/EP)复合材料.通过双悬臂梁(DCB)Ⅰ型层间断裂试验评估了CF/EP复合材料的增韧效果.利用超声导波技术对普通CF/EP复合材料和增韧CF/EP复合材料层间力学性能进行评价.通过SEM对CF/EP复合材料层间断面微观形貌...     

PEI纳米纤维层间增韧碳纤维环氧复合材料性能研究

基于聚醚酰亚胺优越的力学性能和纳米纤维膜高比表面积、高孔隙率的特性,利用气泡静电纺丝工艺制备不同厚度的纳米纤维膜改善碳纤维环氧复合材料的层间韧性。结果发现不同膜厚度增韧的双悬臂梁(DCB)试件的I型层间断裂值(GIC)均有所提高,特别是膜厚为0.058±0.007 mm时,层合板的增韧效果最好,比未增韧试件提高了114.55%。通过复合材料层间断裂界面的SEM照片证实了纳米纤维膜在界面处通过桥联约束效应及钉锚作用有效提高了复合材料的层间断裂韧性。     

PVC搪塑粉的热降解特征及其动力学研究

粉末搪塑表皮被广泛应用在各种中高档汽车仪表板上.为了优化设计搪塑粉、提高热加工性能从而促进高档汽车国产化,本文首先利用热重分析和裂解气相色谱/质谱实验探讨搪塑粉的热降解失重特征,分析升温速率、实验气氛和搪塑加工对其热降解行为的影响,继而结合X射线荧光光谱实验对其热降解动力学进行研究.结果表明:搪塑粉的热降解过程可分为3个阶段,PVC和增塑剂的相互作用使其热降解过程更加复杂;随升温速率的增加,热降解失重曲线向高温区偏移;搪塑粉在有氧气氛中更易发生热降解,失重率较大;与搪塑粉相比,搪塑表皮的热稳定性能得到一定程度的提升;第1热降解阶段氮气条件下的热降解活化能和反应级数较小.     

低热通量下碳纤维/环氧树脂层合板的燃烧特性

使用锥形量热仪研究了35 kW/m²热通量下碳纤维/环氧树脂层合板的点燃时间、质量损失速率、热释放速率等燃烧特性参数与其厚度的关系,建立了热穿透深度的数学模型以得到不同厚度层合板的热穿透深度、判别层合板的热厚热薄特性并分析燃烧过程。结果表明：在低热通量下,随着碳纤维/环氧树脂层合板厚度的增加其点燃时间延长、平均质量损失速率和质量损失速率峰值下降、总释放热量增大、热释放速率峰值先增大后减小;碳纤维/环氧树脂层合板在点燃时表现为热薄型或是热厚型,与其物理厚度有直接关系。热厚型材料有一个由热厚型向热薄型转变的热响应过程。     

碳纤维-玻璃纤维层内混杂单向增强环氧树脂复合材料拉伸性能

采用不同混杂比的碳纤维-玻璃纤维层内经向混编单轴向织物制备了混杂纤维增强环氧树脂复合材料, 研究了不同混杂结构和不同混杂比的碳纤维-玻璃纤维/环氧树脂复合材料拉伸性能的变化及破坏形式。0°拉伸结果表明:同种混杂织物的不同混杂结构中, 碳纤维相对集中的完全对齐结构强度最高, 不同混杂比织物的完全对齐结构强度相当;碳纤维-玻璃纤维/环氧树脂复合材料的模量遵循混合定律。90°拉伸结果表明:纤维与树脂间的界面结合强度为碳纤维/树脂>玻璃纤维/树脂, 碳纤维-玻璃纤维/环氧树脂复合材料的强度、模量与材料厚度方向上界面的不同形式(单一或交替界面、碳纤维或玻璃纤维的分布位置等)有关, 与碳纤维的含量基本无关。      

玻璃纤维/环氧树脂复合材料热解特性研究

采用热重-差热分析仪研究玻璃纤维/环氧树脂复合材料在空气及氮气氛围下不同升温速率的热解特性规律。结果表明,在空气气氛下,热解分为两个阶段;氮气气氛下,热解只存在一个热分解阶段,与空气气氛相比热解初始分解温度较高,热解温度范围变窄,失重速率明显变大。在两种气氛下,玻璃纤维均不参与热解。随着升温速率的增加,热解反应各阶段的起始温度、终止温度、最大失重速率温度均向高温方向移动,热解温度范围大小都基本保持不变。氮气气氛下使用Kissinger法、FWO法和Starink法计算出玻璃纤维环氧树脂的平均表观活化能分别为106.42、123.09和119.48kJ/mol。复合材料活化能随转化率的增加而升高,表观活化能保持在一定数值范围内且数值相近,热解反应比较稳定,具有较低A值,表明其具有较强的热稳定性。     

全湿热场下碳纤维/环氧树脂复合材料层间剪切强度

针对T700/TR1219B碳纤维/环氧树脂复合材料,在不同湿/热/力耦合条件下进行层间剪切实验,对比分析性能衰减规律,通过峰值力纳米力学模量成像技术定量表征界面尺寸变化,并结合微观断口形貌分析探究湿热损伤机制.结果表明,T700/TR1219B的层间剪切性能受湿、热场影响显著,当吸湿率为2％时,层间剪切强度从原样的7...     

包装废塑料热解特性实验研究

采用DTG-60/60H差热-热重分析仪,对4种典型的单组分塑料即高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)进行了热重/微商热重(TG/DTG)分析,得到了4种废塑料在氮气环境下从室温升温至550℃,不同升温速率条件下的热解规律,为进一步研发废塑料热解装置和探索热解工艺提供了参考数据.     

丙烯酸环氧酯热解动力学及寿命预测

本文采用动态热重分析(TG)法研究固化的丙烯酸环氧酯[EPA(Ⅰ)]和甲基丙烯酸环氧酯[EPA(Ⅱ)]的热解动力学,分别得到EPA(Ⅰ)和EPA(Ⅱ)的热解活化能为62.22kJ/mol和65.58kJ/mol,并分别获得热解反应动力学方程:进一步预测了EPA(Ⅰ)和EPA(Ⅱ)的耐热使用寿命。