玻纤浸润剂对玻纤增强聚氨酯界面性能影响

选用6种不同牌号的玻璃纤维,通过萃取和热处理分别去除浸润剂中成膜剂与偶联剂,分析二者质量分数,通过测试原玻纤、萃取后玻纤及热处理后玻纤增强聚氨酯的界面剪切强度,以及萃取后玻纤表面的X射线光电子能谱,分析了浸润剂组分和结构对界面力学性能的贡献。结果显示:萃取后,玻纤增强聚氨酯界面剪切强度略有降低,热处理后,界面剪切强度大幅降低,减小50%以上,且萃取后玻纤增强聚氨酯界面剪切强度随玻纤表面N/Si比增大而增大,表明玻璃纤维增强聚氨酯复合材料界面剪切强度主要来自玻璃纤维浸润剂中偶联剂的贡献,且随玻纤表面N元素的增加而增大。     

表面处理对PUR-R/GF界面相结构及力学性能的影响

利用原子力显微镜（AFM）对玻璃纤维增强硬质聚氨酯（PUR-R）泡沫塑料体系的界面相结构进行了表征，并研究了经不同偶联剂处理的玻纤增强聚氨酯体系的力学性能。AFM测试结果表明，聚氨酯类偶联剂在玻纤上覆盖的均匀性优于硅烷偶联剂，在玻纤上的成膜厚度约为1μm。力学性能测试结果表明，经聚氨酯类偶联剂处理的玻纤所增强的PUR-R的力学性能稍好。     

树脂基体对玻纤单向复合材料力学性能的影响

采用玻璃纤维增强聚氨酯(PU)树脂与环氧树脂(EP)分别制备了两种单向复合材料,通过动态接触角与纤维拔出法表征了玻纤与树脂的润湿性和界面强度,并研究了单向复合材料静态与动态力学性能。结果表明,与环氧树脂相比,聚氨酯树脂黏度低和表面张力小,与玻纤之间具有更低的动态接触角和更高的界面强度,使得PU/玻纤复合材料具有更优异的静态力学性能;但在动态测试下,与EP/玻纤复合材料相比,PU/玻纤复合材料具有较低的储能模量、较高的损耗模量和玻璃化转变温度。     

振动场中注射成型GFRPP的力学性能

在不同振动条件下注射成型玻纤增强聚丙烯(GFRPP)．并测试了试样的力学性能。结果表明：与未振动试样相比，平行和垂直于流动方向上的拉伸强度和冲击强度都有提高，但冲击强度提高的幅度更大，最大可提高79．1％。除PP基体的晶体结构外，玻璃纤维的取向分布及界面结合的强度是影响其力学性能的主要原因。     

GF／PVC复合体系力学性能与微观结构研究

本文主要研究了玻纤的不同表面处理剂、玻纤增强聚氯乙烯共混物组成及共混条件对共混物的力学性能及微观形态结构的影响。研究表明，采用不同的表面处理剂，在玻纤与树脂之间将产生不同的界面结合，而界面结合的好坏直接影响共混物的性能。本文还对玻纤增韧，增强聚氯乙烯的机理进行初步探索。     

高密度聚氨酯硬泡塑料／玻纤粉复合材料的研究

以聚醚多元醇、PAPI、催化剂、发泡剂和玻璃纤维等为原料,制备高密度聚氨酯硬泡及它与磨碎玻纤粉的复合材料。研究了不同密度硬泡的强度及磨碎玻纤粉粒径、预处理及其含量对复合材料强度的影响,不同复合材料的热稳定性。结果表明,随着密度的增加,硬泡的各种强度值总体上均呈逐渐增加趋势,其中500kg/m^3的聚氨酯的拉伸强度比200kg/m^3的提高了104．74％,冲击强度提高了194．84％;400目粒径的玻纤粉可使复合材料具有更高的拉伸强度、弯曲强度及压缩强度;玻纤的加入将降低材料的强度值,但偶联剂预处理可使它们有所改善;加入磨碎玻纤粉后,材料的热稳定性增加,且采用偶联剂KH550对玻纤粉进行预处理可进一步改善复合材料的耐热性能。     

聚氨酯树脂在风电叶片中的应用研究

分析了聚氨酯树脂78BD085/44CP20与环氧树脂在黏度、凝胶时间以及浇注体力学性能的不同，将其与玻纤布结合采用真空灌注方式分别制备了玻纤增强复合材料(FRP),对比了聚氨酯FRP以及环氧FRP的力学性能和疲劳性能，并采用扫描电镜观察了聚氨酯FRP断面。结果表明：相同温度下，聚氨酯树脂的初始黏度比环氧树脂的更低，凝胶时间更快；聚氨酯树脂浇注体拉伸模量以及拉伸、压缩强度均高于环氧树脂浇注体15%以上；聚氨酯FRP具有优异的力学性能，拉伸、压缩以及剪切强度均高于环氧树脂FRP 7%以上；聚氨酯FRP疲劳性能满足叶片的结构设计要求；聚氨酯树脂与玻纤布具有优异的结合性。     

长径比不同的玻纤对硬质聚氨酯的形态结构和力学性能的影响

采用一步法制备了玻纤增强硬质聚氨酯的复合材料(RPU),研究了不同长径比的玻纤对硬质聚氨酯力学性能的影响.结果表明,玻纤的长径比不同,其对RPU的增强效果差异显著.以长径比为20~40玻纤所制备的材料的拉伸强度为最大,当其质量分数为10%,拉伸强度为0.80 MPa,与未增强的材料相比提高了95%.当其质量分数为5%时,压缩强度增加了10%.SEM分析揭示样品的形貌旱球形泡孔.从拉伸端口的形貌可看出长径比为20~40玻纤受力痕迹明显,表明纤维本身的拉伸强度对于硬泡塑料的力学性能增强起了重要作用.     

长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的研究

利用自制的熔体浸渍装置制备了长玻璃纤维增强聚丙烯(PP)复合材料。考察了PP基体流动性、玻璃纤维与PP界面结合强度、玻纤用量对复合材料力学性能的影响。结果表明:PP基体流动性越好,材料的力学性能越高;相容剂的使用会提高玻璃纤维和PP树脂界面的结合强度,从而提高材料的力学性能;材料的力学性能随玻纤用量的增加出现先增大后减小的趋势,当玻纤用量为50%时,复合材料力学性能最佳。     

高流动性尼龙6的玻纤增强改性研究

采用熔融共混的方法,对两种不同型号的高流动性尼龙6进行了玻纤增强改性研究,制备了玻纤增强高流动性尼龙6复合材料。在相同配方下,考察了不同类型的高流动性尼龙对复合材料的力学性能和熔体流动性能的影响,并通过电镜分析和红外光谱,分析了玻纤在基体树脂中的分散及界面结合情况。结果表明,相同配方下,星型支化高流动性尼龙较常规线性高流动性尼龙制备的复合材料具有更好的力学强度,更有利于玻纤在基体树脂中的分散和界面结合。当星型支化高流动性尼龙玻纤的含量为20%～60%,常规线性高流动性尼龙玻纤含量为20%～40%时,复合材料具有较好的结构形貌。     

SMC轻量化初步探究

为实现SMC轻量化,通过模压工艺,从原材料选型、配方设计以及工艺过程控制三个方面对轻质SMC(片状模塑料)进行了探究。首先,通过研究不同类型中空玻璃微珠(HGS)对制品比重、光亮度以及弯曲强度的影响发现,VS5500和H40适合作为轻量化SMC轻质填料,制品的设计密度和真实密度比较接近,且力学性能损失较小。其次,通过配方设计,研究了中空微珠用量、增稠剂类型以及增稠剂用量对制品比重的影响。同时研究了玻纤含量和树脂类型对制品力学性能的影响。研究结果表明,轻质SMC的设计密度不能过低,否则制品中HGS的破损比例将会增加。研究发现EK100作为增稠剂,树脂糊前期粘度可以有效控制,后期粘度快速上升,可以有效防止中空微珠相分离的发生。此外,随着玻纤含量从25%增加到30%,制品力学性能呈现增加趋势,弯曲强度从148 MPa增加到172 MPa,但随着玻纤进一步提高,弯曲强度反而出现大幅度衰减,降到140 MPa。通过研究三种不同类型树脂对制品外观和力学性能的影响,使用P18-03树脂压制的制品外观最好,其弯曲强度为172 MPa,满足汽车外饰件力学性能要求。最后,通过工艺过程控制,研究了微珠处理工艺对制品比重的影响。结果表明,烘干处理的HGS可以有效降低树脂糊的水含量,从而保证树脂糊后期粘度可以达到适合模压的窗口。     

基于NOL环的高性能纤维与环氧树脂的匹配性研究

纤维与树脂的界面对复合材料的整体力学性能有着显著的影响。基于NOL环的宏观力学测试一般被用来反映复合材料的界面粘结性能,因此适用于评价纤维与树脂之间的宏观力学性能匹配性。为了探究高性能碳纤维T700SC、T800HB及高强玻璃纤维与环氧树脂的宏观力学性能匹配性,本研究首先根据GB/T 1458—2008国家标准制备NOL环试样,再借助NOL环的拉伸和层间剪切强度测试分析了高性能纤维与环氧树脂不同匹配组合宏观力学性能差异的原因,并寻找出最佳匹配组合。结果表明:玻璃纤维与环氧树脂的界面存在最佳的粘结强度,而且不同粘结强度导致拉伸强度和破坏机理不同,而碳纤维复合材料界面性能较差,容易分层破坏;T800HB与环氧树脂的宏观力学匹配性优于T700SC,环氧树脂力学性能、碳纤维的表面微观结构与性质以及环氧树脂与碳纤维之间的相互作用关系是影响界面粘结性能的根本原因。该研究在高性能纤维单向复合材料的材料选择与设计方面具有现实意义。     

玻纤、阻燃剂和纳米成核剂对PET性能的影响

研究玻纤、阻燃剂和纳米成核剂对聚对苯二甲酸乙二酯(PET)结晶性能及力学性能的影响。结果表明,玻纤、阻燃剂都起成核剂作用,使PET的结晶性能提高,玻纤会使PET的力学性能提高,而阻燃剂使PET的力学性能降低;在加入纳米成核剂后,能明显提高PET的结晶性能,可降低注塑模具温度。用扫描电子显微镜观察了不同PET复合体系的界面形态。     

浸润剂对短切玻纤增强尼龙66性能影响的研究

利用双螺杆挤出机制备短玻纤增强尼龙66（GF／PA66）复合材料,采用不同组成的浸润剂处理玻璃纤维,研究其对GF／PA66的微观结构及性能的影响。结果表明,在T435D中加入乙烯基树脂或三聚氰胺后,玻纤增强尼龙66复合材料的拉伸强度、弯曲强度、简支梁冲击强度均有不同程度的提高,并通过扫描电镜观察到PA66基体与玻纤相界面的微观结构在一定程度上得到了改善,但在T435D中加入三聚氰胺在三种浸润剂配方中效果最佳。     

木粉增强HDPE复合材料的制备及其性能研究

以废弃木粉为增强材料,采用双螺杆挤出机,制备木粉增强高密度聚乙烯复合材料,研究改善木粉增强高密度聚乙烯复合材料力学性能的途径。结果表明,随着木粉加入量的增加复合体系的力学性能得到明显改善;通过适当的方法对木粉进行表面处理、对基体树脂进行改性,可以有效地提高复合体系的界面粘接强度,大幅度改善复合体系的力学性能;采用短切玻璃纤维与木粉组合,可以获得力学性能很高,能作为结构材料使用的复合材料。     

粘结剂含量对短炭纤维增强炭基复合材料性能的影响

本文以聚丙烯睛基炭纤维为增强材料，以石油焦为基体，配入不同含量的煤焦油沥青作为粘结剂，用热压法进行成型、炭化、石黑化，获得了短炭纤维增强炭基复合材料（SCFRC）对所得炭／炭复合材料进行了体积密度、显气孔率、抗弯强度、抗压强度的测定，并对炭／炭复合材料的断面进行了扫描电镜测试。研究表明，随着粘结剂量的增加，所得炭／炭复合材料的体积密度减小，显气孔率增大，抗弯强度和抗压强度增大。     

原位聚合连续纤维增强聚甲基丙烯酸甲酯复合材料的界面及性能研究

通过选用含不同官能团的硅烷偶联剂3-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(MPS)、γ-氨丙基三甲氧基硅烷(APS)和γ-氯丙基三甲氧基硅烷(CPS)处理玻璃纤维,然后通过原位聚合的方法制造了连续纤维增强的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)复合材料。研究结果表明,经过这三种偶联剂处理的玻璃纤维与基体树脂在界面分别形成了化学键、范德华力和氢键。红外、动态力学分析和扫描电镜研究表明,复合材料的界面粘接强度顺序为:MPS>CPS>APS。MPS处理的复合材料具有最高的弯曲强度,而CPS处理的复合材料具有最佳的冲击韧性和断裂伸长率。     

Influence of short glass fiber reinforcement on the morphology development and mechanical properties of PET/HDPE blends

Poly(ethylene‐terephthalate) (PET)—high density polyethylene (HDPE) blends with varying component ratios and with or without short glass fiber reinforcement (10 gv%) were prepared. The morphology of the blends was studied by scanning electron microscopy (SEM) and optical microscopy. The interfacial shear strength between PET and HDPE as well as between the polymers and the glass fiber was determined with microbond testing. The static mechanical properties were defined with tensile tests and Charpy impact tests, while the dynamic mechanical properties with DMTA. In blends that do not contain glass fibers, the co‐continuous structure formed in the vicinity of phase inversion increased both the static tensile modulus as well as the impact strength compared to the mechanical properties of polymers. Based on the observations simple morphological models were set up, with the help of which the change in the mechanical properties of blends of different composition can be explained. POLYM. COMPOS., 2011. © 2011 Society of Plastics Engineers     

制备工艺对亚麻增强聚丙烯复合材料拉伸性能的影响

以亚麻纤维为增强体,与聚丙烯（PP）长丝进行丝束级共混,形成PP包覆亚麻的纱线结构,利用机织工艺织成二维机织布,作为复合材料的预制件。采用层合热压方法制备PP／亚麻复合材料板材。通过对板材拉伸性能测试及扫描电镜（SEM）拉伸断口形貌分析,研究了不同纤维体积分数、织造密度及织造组织等因素对复合材料拉伸性能的影响。结果表明,在选取最优热压温度与压力的条件下,纤维体积分数为50％的板材性能最优;经向密度相同时,拉伸性能随着纬向密度的增加而提高;经、纬向密度均相同时,斜纹3／1组织的板材性能最优,纬向最大拉伸强度可达92．42 MPa。