中空酚醛纤维的熔纺研究及性能表征

以提纯后的热塑性酚醛树脂为原料,用圆弧狭缝式喷丝板进行熔融纺丝,经过固化液固化和热处理一系列工艺,制备出了中空酚醛纤维.结果表明:树脂提纯后可纺性能大大提高,只有在适当的熔纺条件下圆弧狭缝式喷丝板才能纺出中空结构的酚醛纤维,改变的熔纺参数,还可以纺出C形和实心圆形另外两种截面的酚醛纤维.SEM,IR,TG-DSC和强度测试等分析结果表明,所制备的中空酚醛纤维和普通实心酚醛纤维一样,具有较高的固化交联度、分解温度和残炭率,同时具有更好的力学性能.     

炭化过程中中空酚醛纤维结构性能的变化

以不同中空度和不同直径的中空酚醛纤维为原料,在N2保护下升温处理到不同温度,考察经不同温度处理后中空纤维的质量、直径、截面形貌和力学性能的变化;经过光学显微镜、扫描电子显微镜和纤维电子强力仪的观察测量,结果表明:随着热处理温度的提高,中空酚醛纤维分解缩聚反应加剧,质量和直径逐渐减小,截面形貌基本不变,力学性能也发生相应...     

防火玄武岩纤维中空织物复合材料的制备及性能

采用手工铺料法制备了水性无机硅树脂/玄武岩纤维中空织物复合材料，在其表面涂覆防火涂料，三次固化制备出防火玄武岩纤维中空织物复合材料。采用电子万能试验机、氧-乙炔烧蚀试验机、热重分析仪表征了复合材料的力学性能、阻燃性能和耐高温性能。详细考察了防火涂料用量和固化工艺对复合材料力学性能和阻燃性能的影响，研究了材料的结构和耐高温性能。结果表明：防火涂料用量为14.5%,第一次固化温度80℃/固化时间5h,第二次固化温度120℃/固化时间4h,第三次固化温度120℃/固化时间1.5h,在上述固化工艺条件下复合材料的力学性能和耐烧蚀性能较好；其拉伸强度、弯曲强度、质量烧蚀率分别为34.97MPa、60.36MPa、61mg/s;复合材料热失重15%的温度为683.9℃;防火涂料的涂覆有助于提升复合材料的耐高温性能。     

中空纤维膜研究进展

介绍了中空纤维膜的历史沿革、性能、类型和生产工艺。列举出 11类中空纤维膜用材料并概述了中空纤维膜的应用情况。     

热致相分离法制备聚醚醚酮中空纤维膜EI北大核心CSCD

以聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酰亚胺(PEI)为原料,采用熔融纺丝-热致相分离法成功的制备出PEEK中空纤维膜,并详细研究了膜成型条件对膜结构与力学性能的影响,测试了PEI含量为60%的最大中空度下膜的渗透性能。结果表明,通过控制中空纤维的成型条件可以控制中空纤维膜的中空度、壁厚等结构;PEI含量高,空气层高度低,拉伸比大时纤维中空度高,壁厚小;拉伸比和空气层高度对膜孔径的影响并不大,而PEI的含量是影响膜孔径的最主要因素,当PEI含量从40%提升到60%时,孔径从6.1 nm提升到6.9 nm;PEEK与PEI两者相容性好,形成双连续的海绵状孔结构;力学性能表明,PEI含量是影响力学性能的主要因素,当PEI含量从40%提升到60%时,膜强度从0.396 c N/dtex降低到0.267c N/dtex。     

中空酚醛微球的合成与表征

提出了一种在石蜡油浴中搅拌状态下制备中空酚醛微球的新方法,研究了甲醛苯酚单体配比、制备温度对固化速率与发泡速率的影响。结果表明以单体配比n(甲醛)∶n(苯酚)=1.6合成的甲阶酚醛树脂,160℃时能达到固化速率与发泡速率的匹配。SEM照片及物性测试结果反映出微球体具有较好的中空结构及粒径分布,通过测定树脂凝胶时间求得基体树脂的固化反应活化能。     

硬弹性聚丙烯中空纤维的形成

通过应力场下聚丙烯熔体结晶制备出硬弹性聚丙烯中空纤维 .利用对样品弹性回复率及力学性能测试等手段 ,研究了硬弹性聚丙烯中空纤维的形成 .结果表明 :纺丝温度下降、熔体拉伸比增加及热处理等均有利于硬弹性聚丙烯中空纤维的形成 ,聚丙烯原料的分子量、纺丝冷却条件等对硬弹性的形成也有影响 .所制备的硬弹性中空纤维具有典型的应力 -应变行为 .     

超高相对分子质量聚乙烯中空纤维膜的制备与性能研究

以白油为稀释剂,利用热致相分离法制备了超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)中空纤维膜。研究了UHMWPE纺丝溶液浓度及制得中空纤维膜的冷拉伸倍数对中空纤维膜结构性能的影响。研究结果表明:随着纺丝溶液浓度的提高,UHMWPE的动态结晶温度与浊点变高,制得UHMWPE中空纤维的孔隙率和水通量下降,对牛血清蛋白的截流率变大,纤维力学性能也得到提升;拉伸后中空纤维膜中微纤网络沿拉伸方向取向,高浓度纤维膜的孔隙率变小,而低浓度纤维膜的孔隙率则变大,纤维膜的力学性能变大。     

丁腈橡胶中空纤维阻尼新材料的制备及性能

针对丁腈橡胶(NBR)黏度过大和相转化时间较长难于纺制中空纤维的问题, 采用先与聚氯乙烯(PVC)共混改性再用干-湿相转化的方法制备出轻质、低耗材的丁腈橡胶中空纤维阻尼新材料, 探讨了NBR与PVC质量比和共混聚合物质量分数对NBR中空纤维阻尼及力学性能的影响。结果表明: 中空纤维结构阻尼性能明显优于对应的平板膜结构; 调整NBR与PVC质量比和共混聚合物质量分数可优化NBR中空纤维的拉伸性能及阻尼性能; 可通过提高NBR与PVC质量比使NBR中空纤维阻尼材料的损耗因子峰值所对应的温度向低温方向偏移。共混聚合物质量分数为25%, NBR与PVC质量比为80∶20时, NBR中空纤维阻尼损耗因子最大, 达到0.78。      

中空微球对硅橡胶基绝热材料性能的影响

研究了中空玻璃微球和中空酚醛微球对硅橡胶绝热材料工艺性能、绝热性能、烧蚀性能和密度的影响。结果表明:二者均能显著降低材料的密度和热导率;预处理工艺不仅可以改善材料的工艺性能,而且可大幅度提高材料的拉伸强度和扯断伸长率。中空酚醛微球对材料综合性能的影响明显优于中空玻璃微球。     

高温隔热用微纳陶瓷纤维研究进展

陶瓷纤维具有密度低、强度高、耐高温、抗氧化和耐机械震动性能好等优点,是空天飞行器、核能发电和化工冶金等热防护领域所需的关键高温隔热材料.传统陶瓷纤维直径粗(?>5μm)、脆性大、热导率高,在实际隔热领域应用中受到了极大限制.减小纤维直径,制备微纳陶瓷纤维,不仅有利于提高纤维力学性能,还有望改善其高温隔热性能,近年来引起...     

玻璃纤维增强体形式对酚醛泡沫性能的影响

针对酚醛泡沫脆性大、强度低等缺点,采用3种不同增强形式的玻璃纤维增强体,即短切玻璃纤维(SGF)、酚醛树脂浸渍固化的玻璃纤维针(GFN)及三维间隔连体织物,对酚醛泡沫进行增强.研究了纤维含量和纤维长度对酚醛泡沫压缩性能的影响规律,对比了不同增强形式纤维增强酚醛泡沫复合材料的压缩性能与保温性能.结果表明:当SGF长度为3 mm,与基体质量比为5%时,SGF增强酚醛泡沫的比压缩强度最佳,较纯泡沫的提高了21%;GFN(长度5 mm,与基体质量比为25%)增强酚醛泡沫的比强度提高8%;三维间隔连体织物增强酚醛泡沫的比强度虽略有下降,但其压缩强度(0.239 MPa)达到了承重类酚醛泡沫的要求.SGF和GFN增强的酚醛泡沫的热导率与纯酚醛泡沫的相比略有上升,但仍符合高效保温材料的要求;三维间隔连体织物增强酚醛泡沫的热导率上升明显.     

纤维增强发泡保温复合材料的制备与性能

为了增强玻化微珠/水泥发泡保温复合材料的力学性能和保温性能,通过掺加改性物理泡沫降低发泡保温复合材料的密度和导热系数,采用改性纤维对发泡保温复合材料进行增强。研究了纤维增强发泡保温复合材料的力学性能和耐水性能,并利用扫描电镜对试样内部微观形貌进行观察,探讨了改性泡沫和改性纤维对发泡保温复合材料的增强机制。结果表明,掺加泡沫明显降低了发泡保温复合材料的密度和导热系数,当泡沫掺量为1.05 mL/g时,试样密度和导热系数分别为186 kg/m³和0.056 W/（m·K）。泡沫改性可有效改善发泡保温复合材料的强度和软化系数,掺加改性泡沫试样的抗折强度、抗压强度和软化系数较掺加乳胶粉试样的分别提高了21.05%、21.43%和13.56%。改性纤维可显著提高发泡保温复合材料的强度和软化系数,掺加改性纤维试样的抗折强度、抗压强度和软化系数较掺加未改性纤维试样的分别提高了25.93%、13.51%和8.33%。     

陶瓷纤维增强氧化硅气凝胶复合材料力学性能试验

氧化硅气凝胶具有极低的热导率和密度,可作为很好的隔热材料,而脆弱的力学性能限制了其在隔热领域的应用。在不影响隔热效果的前提下,通过复合陶瓷纤维可增加氧化硅气凝胶的强度及韧性。试验探索了陶瓷纤维增强氧化硅气凝胶在室温下的拉伸、压缩和剪切等基本力学性能,分别研究了300℃、600℃和900℃下复合材料纤维铺层面方向的压缩性能,并采用扫描电子显微镜对高温试样微观结构进行了观察分析。结果表明：陶瓷纤维增强氧化硅气凝胶的性能表现出方向性,弹性模量在铺层面内方向与厚度方向的数值最大相差约28倍,强度极限亦然;在室温条件下,复合材料的拉伸和压缩弹性模量不同,X 、Y 和 Z 方向拉伸模量与对应的压缩模量之比分别为1.60、1.83和0.56;高温下复合材料沿厚度方向收缩,收缩量随温度升高而增大,900℃下的最大收缩量可达10.8%;高温下复合材料铺层面内方向压缩性能随温度升高而增强。     

Mechanical,thermal and morphological characterization of cellulose fiber-reinforced phenolic foams

In this work, the compressive mechanical properties, thermal stability and morphology of cellulose fiber-reinforced phenolic foams were studied. The cellulose fiber-reinforced phenolic foam showed the greatest compressive mechanical properties by incorporating 2 wt.% of the reinforcement. The compressive modulus and strength of 2 wt.% cellulose fiber-reinforced phenolic foam were increased by 21% and 18%, respectively, relative to the unreinforced material. The addition of the cellulose fibers to the phenolic foam slightly decreased the thermal stability of the material. The study on the morphology of the cellulose-reinforced phenolic foams via Scanning electron microscopy (SEM) indicated a strong bonding between the fibers and phenolic matrix. In addition, the incorporation of the cellulose fibers into the foam resulted in a decreased cell size and increased cell density of the material. The incorporation of 2 wt.% of cellulose fibers into the phenolic foam led to obtain the material with the best features.     

Effect of resin infiltration on the thermal and mechanical properties of nano-sized silica-based thermal insulation

Several kinds of nano-sized silica-based thermal insulation were prepared by dry processing of mixtures consisting of fumed silica, ceramic fiber, and a SiC opacifier. Infiltration of phenolic resin solution into the insulation, followed by hot-pressing, was attempted to improve the mechanical strength of the insulation. More than 22% resin content was necessary to increase the strength of the insulation by a factor of two or more. The structural integrity of the resin-infiltrated samples could be maintained, even after resin burn-out, presumably due to reinforcement from ceramic fibers. For all temperature ranges and similar sample bulk density values, the thermal conductivities of the samples after resin burn-out were consistently higher than those of the samples obtained from the dry process. Mercury intrusion curves indicated that the median size of the nanopores formed by primary silica aggregates in the samples after resin burn-out is consistently larger than that of the sample without resin infiltration.     

Effect of fiber loading on the properties of treated cellulose fiber-reinforced phenolic composites

The effect of fiber loading on the properties of treated cellulose fiber-reinforced phenolic composites was evaluated. Alkali treatment of the fibers and reaction with organosilanes as coupling agents were applied to improve fiber–matrix adhesion. Fiber loadings of 1, 3, 5, and 7 wt% were incorporated to the phenolic matrix and tensile, flexural, morphological and thermal properties of the resulting composites were studied. In general, mechanical properties of the composites showed a maximum at 3% of fiber loading and a uniform distribution of the fibers in such composites was observed. Silane treatment of the fibers provided derived composites with the best thermal and mechanical properties. Meanwhile, NaOH treatment improved thermal and flexural properties, but reduced tensile properties of the materials. Therefore, the phenolic composite containing 3% of silane treated cellulose fiber was selected as the material with optimal properties.     

低密度碳空心微球的制备及酚醛树脂空心微球复合材料的性能

以BJO-0930酚醛树脂空心微球为原料,通过酸洗、预氧化、碳化三步工艺,成功制备球形度好、强度高的碳空心微球,并与热固性酚醛树脂复合,热压成型得到轻质酚醛树脂/空心微球复合材料。系统考察了碳化温度、循环酸洗、预氧化等对碳空心微球强度的影响。复合材料的力学性能和隔热性能分别通过压缩性能以及热导率测试进行表征。结果表明:直接碳化得到的碳空心微球破球率高、强度低;通过循环酸洗可以有效去除树脂球的灰分,破球率由28.07%降低至18.03%;进一步预氧化处理可以显著提高碳空心微球的强度,其破球率和等静压破球率分别为10.03%和17.34%;制备得到的酚醛树脂/碳空心微球复合材料具有优异的隔热性能和力学性能,热导率降低至0.115 W·m~(-1)·K~(-1),压缩强度为46.02MPa。     

无机纤维增强SiO2气凝胶隔热复合材料的研究进展

SiO_2气凝胶因其独特的纳米孔结构而具有低密度、低热导率等特点,具备成为高效隔热材料的潜力,然而SiO_2气凝胶的力学性能较差,极大地限制了其在隔热领域的应用。采用无机纤维作为增强体,制备的SiO_2气凝胶复合材料同时具有较好的力学和隔热性能,是目前国内外高性能隔热材料的研究热点之一。综述了无机纤维增强SiO_2气凝胶隔热复合材料的制备方法及其研究进展,并展望了其未来发展方向。