苎麻纤维增强低密度聚乙烯复合材料的组织与性能

以苎麻原麻、纱线和麻布作增强体,与低密度聚乙烯制备复合材料,研究了复合材料的拉伸性能和增强体的热性能.结果表明:苎麻原麻的增强效果最好,复合材料的抗拉强度最大,达到91.494 MPa;纱线次之,麻布增强效果最差;经碱处理后复合材料的界面性能改善,纱线和麻布增强的复合材料强度、弹性模量明显提高,纤维热稳定性也增强.     

偶联剂表面处理对纳米SiO_2/氰酸酯树脂复合材料力学性能的影响

利用纳米SiO2对氰酸酯(CE)树脂进行改性,并分别选用小分子偶联剂KH-560和大分子偶联荆SEA-171对纳米SiO2进行表面处理,研究了纳米SiO2含量以及偶联剂结构对纳米SiO2/CE树脂复合材料力学性能的影响.结果表明:随着纳米SiO2含量的增大,复合材料的冲击强度和弯曲强度均呈先增大后减小的趋势,大分子偶联剂处理后的纳米SiO2增强效果比小分子的好;当大分子偶联剂处理后的SiO2质量分数为3%时,复合材料的强度达到最大,其中冲击强度达15.99 kJ·m2,弯曲强度达147.55 MPa,与纯CE树脂相比,增幅分别为61.9%和44.2%.     

亚麻纤维增强环氧树脂基复合材料拉伸强度的预测模型

采用真空辅助树脂传递模塑(VARTM)工艺制备了亚麻纤维增强环氧树脂基复合材料,研究了纤维体积分数对其拉伸强度的影响;通过对Kelly-Tyson拉伸强度预测模型进行修正,建立了亚麻纤维增强树脂基复合材料拉伸强度的预测模型,并计算了模型的预测精度。结果表明:当纤维体积分数为38.6%时,复合材料的拉伸强度最大,约为63.10 MPa;不同纤维含量的复合材料因界面剪切强度不同,其所对应的临界纤维长度、纤维拉伸强度及纤维长度效应因子均有所不同;建立的拉伸强度预测模型的预测精度约为97.8%。     

室温碱处理对苎麻纤维及其复合材料性能的影响

以蒙麻纤维为增强相,酚醛为基体,研制短纤维增强复合材料,对苎麻在碱处理下的复合材料力学性能进行了测试和分析,并对断口进行扫描电镜观察,结果发现：室温碱处理使苎麻纤维溶胀提高纤维的拉伸强度,拉伸模量和韧性,改善与酚醛树脂的界面结合,提高复合材料的力学性能,碱处理可溶胀纤维增大纤维孔腔,有利于填入其他材料使纤维成为复合纤维。     

加入KH550对废纸纤维增强聚乳酸复合材料微观形貌和性能的影响

采用热压成型法制备了废纸纤维/聚乳酸复合材料,研究了加入KH550前后复合材料的微观形貌、力学性能、热稳定性能和吸水性能。结果表明:加入KH550后废纸纤维/聚乳酸复合材料拉伸断口更平滑,废纸纤维和聚乳酸界面相容性大幅提升;当加入质量分数为5%的KH550溶液时,加入KH550后的废纸纤维/聚乳酸复合材料的拉伸强度和弯曲强度比未加入KH550的分别最大提高11.2%和8.4%;加入质量分数为5%的KH550溶液后,废纸纤维/聚乳酸复合材料的吸水率降低;KH550的添加对复合材料的热稳定性影响较小。     

碳纤维增强尼龙66复合材料的研究

研究了不同相对黏度的尼龙66对碳纤维增强尼龙66复合材料的力学性能及结构的影响。结果表明：碳纤维增强尼龙66复合材料的力学性能随尼龙66的相对黏度增加而降低。碳纤维的质量分数为20%时,相对黏度为3.2的尼龙66的复合材料的拉伸强度和拉伸模量分别为195MPa和12000MPa;相对黏度为2.4的尼龙66复合材料的拉伸强度和拉伸模量分别为225MPa和15000MPa,分别提高15.3%和25%。扫描电镜表明：复合材料断裂为纤维拔出断裂方式,碳纤维在相对黏度高的尼龙66复合材料中分散不均匀,发生团聚,从而导致碳纤维增强相对黏度高的尼龙66力学性能较低。     

碱处理剑麻纤维/聚丙烯复合材料的性能研究

选用氢氧化钠溶液对剑麻纤维(SF)进行表面改性,采用注塑成型的方法制备SF/聚丙烯(PP)复合材料,借助扫描电镜(SEM)观察碱处理效果及剑麻纤维在聚丙烯基体中的分散性,通过力学性能和摩擦磨损性能测试研究不同含量SF对复合材料性能的影响。结果表明:氢氧化钠质量分数为10%时可获得最佳的纤维处理效果,但仅用碱处理未在纤维与基体之间形成有效的化学结合。随着SF含量的增加,复合材料的拉伸强度和弹性模量增加,摩擦因数和磨损率下降,SF质量分数为20%时拉伸强度和弹性模量达到最大值,SF质量分数为10%时摩擦因数和磨损率达到最小值。     

CPP/PLLA单向纤维骨内固定复合材料制备和性能

研制出高强度、高模量完全降解吸收性CPP/PLLA单向纤维骨内固定复合材料,并测试了该材料的物理力学性能及降解性能。结果表明:随着纤维体积分数Vf的提高,复合材料力学性能增大,Vf=0.42时,弯曲强度为347 MPa,弯曲模量为22 GPa,抗压强度178 MPa,剪切强度85 MPa,高于人体皮质骨的力学性能;在模拟体液Ringer’s降解介质中降解15周,弯曲强度为154MPa,弯曲模量为6GPa,因此,CPP/PLLA单向纤维复合材料可用作松质骨或部分皮质骨的骨内固定材料。     

Al(OH)_3阻燃剂含量对麦秸纤维/废旧聚丙烯再生复合材料性能的影响

制备了阻燃麦秸纤维增强废旧聚丙烯再生复合材料,研究了阻燃剂Al(OH)_3含量对复合材料阻燃及力学性能的影响。结果表明:Al(OH)_3的加入极大地提高了复合材料的阻燃性能,并减少了融滴现象,当Al(OH)_3质量分数为40%时,垂直燃烧级别达到FV-0级,极限氧指数达到28.9;Al(OH)_3的添加使复合材料的热分解温度明显提高;随着Al(OH)_3含量的增加,复合材料的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度呈现先升高后降低的趋势,当Al(OH)_3质量分数为30%时,复合材料的阻燃性能和力学性能达到最佳组合。     

不同填料增强Ekonol/PTFE复合材料力学性能和摩擦学性能的研究

研究了不同的无机填料对Ekonol/PrFE复合材料的力学性能和摩擦学性能的影响,用扫描电子显微镜观察了复合材料磨损后的表面形貌,并探讨了其磨损机制.结果表明:无机填料的加入改善了Ekonol/PTFE复合材料的力学性能和抗磨损性能.添加石墨与MoS2的Ekonol/PrFE复合材料的力学性能最好,当石墨与MoS2的质量分数为5%和3%时.复合材料的力学性能达到最佳值,拉伸强度提高了34%,弯曲强度提高了62%,弯曲模量提高了75%;添加石墨的Ekonol/PTFE复合材料的抗磨损性能最好,磨损体积最大减少了42%,且受外界条件变化的影响较小.SEM分析表明:在低速低载荷下,复合材料主要以粘着磨损为主;在高速高载荷下,主要以磨粒磨损为主.     

Effect of prestress level on the strength of CFRP composite laminate

The effect of fiber prestressing has been investigated on the tensile strength, modulus strength, flexural properties and residual stresses of Carbon fiber reinforced polymer (CFRP) composites. Unidirectional carbon fiber in an epoxy resin has been examined under different prestressing levels (0, 5, 10, 15, 20, 30, 45, 60, 80 MPa) at ambient temperature and 50 % fiber volume fraction. A new method was implemented to produce the prestressed laminates for several standard tests. The results showed that prestressing on 3-ply unidirectional carbon fibers improved the fiber tensile strength to 99 % and the tensile modulus to 31 %. Similarly on 8-ply unidirectional carbon fibers has improved the fiber flexural strength to 63 % and flexural modulus to 81 %. A new technique was used to measure the residual stresses and tensile modulus of the composite laminate by recording the final extension and the remaining load directly after the curing process and releasing the applied load.

     

Effect of surface treatment on mechanical properties of glass fiber/stainless steel wire mesh reinforced epoxy hybrid composites

This paper investigates the effect of surface treatment for glass fiber, stainless steel wire mesh on tensile, flexural, inter-laminar shear and impact properties of glass fiber/stainless steel wire mesh reinforced epoxy hybrid composites. The glass fiber fabric is surface treated either by 1 N solution of sulfuric acid or 1 N solution of sodium hydroxide. The stainless steel wire mesh is also surface treated by either electro dissolution or sand blasting. The hybrid composites are fabricated using epoxy resin reinforced with glass fiber and fine stainless steel wire mesh by hand lay-up technique at room temperature. The hybrid composite consisting of acid treated glass fiber and sand blasted stainless steel wire mesh exhibits a good combination of tensile, flexural, inter-laminar shear and impact behavior in comparison with the composites made without any surface treatment. The fine morphological modifications made on the surface of the glass fiber and stainless steel wire mesh enhances the bonding between the resin and reinforcement which inturn improved the tensile, flexural, inter- laminar shear and impact properties.     

聚乙烯亚胺修饰碳纤维对环氧树脂复合材料性能的影响

为提高碳纤维与环氧树脂的界面结合性能,从而提高复合材料的摩擦学性能,用聚多巴胺和聚乙烯亚胺对碳纤维进行表面修饰,利用光谱分析仪和扫描电子显微镜分析修饰前后碳纤维表面的化学组成和微观结构,利用万能材料试验机和摩擦磨损试验机考察碳纤维增强环氧树脂复合材料的力学性能和摩擦学性能。结果表明：碳纤维经表面处理之后的粗糙程度和活性官能团增多,改善了纤维与树脂之间的界面结合,使得复合材料的弯曲强度和拉伸强度得到不同程度的提高;与未修饰碳纤维增强的环氧树脂复合材料相比,表面修饰碳纤维增强环氧树脂复合材料的耐磨性能得到了很大程度的提高,复合材料的磨损机制也由疲劳磨损转变为磨粒磨损。     

金属铝粉/无机多孔粉末改性PP基复合材料的性能研究

本文以聚丙烯(PP)为基础材料,通过添加一定量的金属铝粉和多孔粉体对其进行共混改性,并研究了复合材料的拉伸强度、冲击强度、球压痕硬度和耐热性.结果表明:当金属铝粉含量为2wt％,多孔粉体含量为7wt％时,复合材料的耐热性最好;当金属铝粉含量为2wt％,多孔粉体含量为9wt％时,复合材料的拉伸强度达到21.14MPa,冲...     

3D打印连续纤维复合材料丝材的成形规律

针对3D打印连续纤维增强热塑性树脂复合材料,研究了热塑性树脂在螺杆挤出过程中的流动机理和在纤维界面的浸渍行为,揭示了螺杆转速和牵引速度对复合丝材成形直径和纤维含量的影响规律。提出使用实际浸渍时间和理论完全浸渍时间来共同表征树脂对纤维的浸渍程度,观察复合丝材断面的形貌可知,高浸渍程度的丝材内部空隙较少,树脂和纤维结合更紧密。进行3D打印成形测试,当丝材的浸渍程度从17.25%提高到40.02%,样件的拉伸强度可从132 MPa提高到160 MPa,提高约21%。对样件进行动态力学性能分析(DMA)测试,试验结果表明浸渍程度高的复合材料成形件具有高的存储模量和损耗模量,表明其纤维和基体间的界面结合程度得到了提高和改善。     

玻璃纤维/PC树脂/LY12铝合金叠层复合材料界面处理及其性能

采用热压固化成型工艺,成功制备了玻璃纤维／PC树脂／铝合金叠层复合材料,并对该材料的界面结合状况与性能进行了分析。结果表明：通过对铝合金表面进行喷丸和酸腐蚀综合处理及对玻璃纤维进行0．5％硅烷偶联剂水溶液涂层处理,叠层复合材料各界面的结合状况良好;抗拉强度达到210．2MPa,抗弯强度达到325MPa,冲击韧度大于173．5kJ／m^2,其阻尼性能尤其突出,自由衰减率达到0．332,可与粘弹性阻尼材料媲美。     

碳纤维增强酚醛树脂/石墨复合材料双极板的性能

研究了碳纤维表面处理方法及其含量对碳纤维增强酚醛树脂／石墨复合材料导电性能与力学性能的影响。结果表明：空气氧化处理碳纤维表面形成微孔和刻蚀沟槽,容易形成应力集中,复合材料的强度不高;空气加液相氧化处理填充了碳纤维表面的微裂纹,对复合材料有一定的补强作用;液相氧化处理有利于提高碳纤维表面活性以及碳纤维的均匀分散性,使材料表现出较好的力学性能与导电性能;随碳纤维含量增多,材料电导率变小,材料强度开始增大,达到最大值后材料强度下降。对碳纤维进行液相氧化处理,碳纤维含量在3％～4％时复合材料的力学性能与导电性能最好。     

玻璃纤维增强不饱和聚酯基复合材料的力学性能

采用质量分数为20%的连续玻璃纤维和质量分数为10%的短切玻璃纤维以模压工艺制备不饱和聚酯基复合材料,研究了纤维类型对复合材料模压工艺以及力学性能的影响,并与质量分数为30%连续纤维增强的不饱和聚酯基复合材料进行了对比。结果表明:与连续纤维增强不饱和聚酯基复合材料相比,连续纤维与短切纤维混合增强复合材料的拉伸性能和弯曲性能略有下降,但模压工艺性能和压缩性能有所提高,纤维在基体中分布较为均匀,纤维相互交叉,散乱分布。     

Tribological Studies of Nanoclay Filled Epoxy Hybrid Laminates

In this work, the tribological properties of a new class of hybrid composite material were examined. The hybrid composite consisting of glass fiber–reinforced epoxy polymer filled with nanoclay particles was prepared by vacuum-assisted resin infusion molding (VARIM). The effect of fiber content, fiber orientation, and nanoclay concentration on wear properties was examined. The results indicate that at higher fiber content (75 wt%), nanoclay addition in composites has less effect on the wear rate, whereas a significant positive effect was observed when nanoclay was filled in lower fiber content (25 and 50 wt%) composites. Microscopy examination reveals that nanoclay addition improves the wear properties of a matrix-rich phase at low fiber content with improved fiber matrix adhesion, whereas this effect was negligible in higher fiber content composites due to the reduced matrix concentration. The result also shows that the friction and wear of hybrids is a function of fiber orientation and epoxy–clay nanocomposite structure formation as studied by transmission electron microscopy (TEM) and X-ray diffraction (XRD) analysis.