SMC晶须增强高密度聚乙烯复合材料的拉伸性能

采用一种新型SMC晶须纤维增强HDPE制备出SH复合材料,并运用扫描电镜(SEM)、动态机械力学分析(DMA)等方法对复合材料的拉伸性能进行了研究,并在此基础上进一步研究了材料在高温下的长期拉伸蠕变性能。结果表明:与纯HDPE相比,随着晶须含量的增加,SH复合材料的拉伸强度、模量有大幅的提高,这些改善归因于晶须纤维与基体材料之间良好的兼容性及两者之间的界面强度增强;晶须对HDPE增强的同时还提高了SH复合材料的长期耐蠕变性能,随着晶须含量的增加,复合材料表现出更多的线性力学性能。     

SiCw／Al复合材料拉伸强化机理研究

对压铸法制造的ＳｉＣｗ／Ａｌ复合材料拉伸强化机理进行了研究，分析了晶须尺寸和基体合金对Ｓｉ／Ｃｗ／Ａｌ复合材料拉强度的影响规律，随晶须长径比的增大，复合材料拉伸强度提高。ＴＥＭ观察发现复合材料的基体合金中晶粒细小，并且位错密度较高，使基体合金与没有晶须增强的相同分成铝合上比强度有较大提高，这是复合材料高度较原高，使基体合金与没有晶须增强的相同成分铝合金相比强度有较大提高，这是复合材料高强度的原因之     

四脚状氧化锌晶须增强聚丙烯复合材料

研究了四脚状氧化锌晶须用量、表面处理剂对其聚丙烯复合材料的力学性能、流变行为、耐热性等影响.结果表明:晶须用量为10%,硅烷偶联剂KH-570用量为0.5%时,复合材料的拉伸强度提高到118.6%,弯曲强度提高到118.3%.红外光谱分析:经偶联剂处理后的晶须表面出现了羰基,C-O-C、Si-O等基团.SEM分析表明:复合材料的断裂界面明显得到改善.T-ZnOw/PP复合材料的非牛顿指数大于纯PP而更趋于牛顿性流体,体系的流动性和加工性得到明显改善.     

PET短纤维/硅灰石晶须/硅树脂混杂材料的拉伸性能表征

研究了PET短纤维和硅灰石晶须混杂增强硅树脂复合材料的拉伸性能。结果表明,相对少量硅灰石晶须加入到PET/硅树脂体系中会降低PET纤维的增强效果,材料的拉伸强度降低,但当硅灰石晶须的加入量很多时,材料的拉伸强度反而会明显提高。笔者对硅灰石晶须的加入量对PET短纤维增强系数的影响进行了定量分析。     

聚丙烯/镁盐晶须复合材料的形态结构与性能研究

采用哈克单螺杆挤出机制备了聚丙烯/镁盐晶须复合材料,着重研究了增容剂聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)对复合材料的晶体结构与球晶形态、结晶和熔融行为、热稳定性以及力学性能的影响。研究表明镁盐晶须具有明显的诱导β-晶型的异相成核作用,使聚丙烯结晶温度大幅度提高,球晶尺寸细化。增容剂的加入改善了树脂与晶须的界面性能,界面粘结作用明显增强,提高了拉伸强度和冲击性能,并进一步提高了结晶温度和晶须的成核能力,但降低了β-晶型的含量,不利于β-晶型的生成。     

陶瓷质晶须及其在复合材料中的应用

具有优异力学性能和物理性能的晶须是发展现代非连续增强复合材料的新一代高性能增强剂,综述了陶瓷晶须的性能,生长机制,制备方法的研究,探讨了陶瓷质晶须在复合材料中应用,指出陶瓷质晶须及其在复合材料应用中存在的问题以及今后的研究方向。     

T-ZnO晶须表面改性及在环氧树脂抗静电漆中的应用

研究了T-Zn0晶须对环氧树脂复合材料抗静电性的影响。采用SEM、IR等测试手段，对T-ZnO晶须改性前后的变化进行了表征与分析，结果表明：以无水乙醇为溶剂，表面活性剂聚乙二醇改性的具有半导体性的T-ZnO晶须均匀分散在环氧树脂中，相互搭接形成导电通路，而起抗静电作用，使环氧树脂材料的体积电阻率降低了4～5个数量级。     

T-ZnO晶须表面改性及在环氧树脂抗静电漆中的应用

研究了T-ZnO晶须对环氧树脂复合材料抗静电性的影响.采用SEM、IR等测试手段,对T-ZnO晶须改性前后的变化进行了表征与分析,结果表明:以无水乙醇为溶剂,表面活性剂聚乙二醇改性的具有半导体性的T-ZnO晶须均匀分散在环氧树脂中,相互搭接形成导电通路,而起抗静电作用,使环氧树脂材料的体积电阻率降低了4～5个数量级.     

增容剂和稀土β成核剂对聚丙烯/硫酸钙晶须复合材料的影响

研究了增容剂聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)和稀土β成核剂对聚丙烯/硫酸钙晶须复合材料的结晶行为、熔融行为和力学性能的影响。实验结果表明,硫酸钙晶须具有一定的诱导β-晶型的异相成核作用,使聚丙烯结晶温度提高和结晶速率增加。PP-g-MAH提高了结晶温度和晶须的成核能力,降低了β-晶型的含量,不利于β-晶型的生成,并改善了树脂与晶须的界面性能,提高了拉伸强度和冲击性能。稀土β成核剂具有很强的诱导形成β-晶型的异相成核效应,有效地提高了复合材料的冲击性能。     

β成核剂和镁盐晶须复合改性聚丙烯研究

研究了β成核剂和镁盐晶须对聚丙烯力学性能的影响 ,并对其进行了DSC分析。研究表明 ,镁盐晶须能大大提高聚丙烯的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量 ,而冲击强度基本保持不变。在聚丙烯 /镁盐晶须体系中加入β成核剂后 ,能大大提高复合材料的冲击强度 ,β成核剂在晶须填充聚丙烯体系中有明显的β球晶诱导作用。     

多壁巴基纸/环氧复合材料拉伸性能的影响因素

采用抽滤法制备了多壁碳纳米管(MWCNTs)纸(又称巴基纸), 研究了巴基纸增强不同环氧基体复合材料(巴基纸复合材料)的拉伸性能及其断口形貌, 分析了MWCNT含量、 树脂基体拉伸性能以及巴基纸与树脂的界面黏附作用对复合材料拉伸性能的影响。结果表明: 在MWCNT质量分数小于39.1%范围内, 增加碳纳米管含量, 可显著提高巴基纸/环氧复合材料的拉伸性能; 巴基纸/环氧复合材料的拉伸强度和模量与树脂基体的性能密切相关, 其拉伸破坏形式受基体的脆韧性影响显著; 相比较而言, 巴基纸与树脂间的黏附功对巴基纸/环氧复合材料拉伸性能的影响不明显。     

硼酸铝晶须增强环氧树脂和双马来酰亚胺树脂体系的研究

本文以硼酸铝晶须为增强剂，以4，5-环氧环己烷-1，2-二甲酸二缩水甘油酯(TDE-85)，甲基纳狄克酸酐(MNA)、N，N’-二胺基二苯甲烷型双马来酰亚胺(BMI)/O，O′-二烯丙基双酚A(BA)体系分别作为基体制备晶须增强复合材料。研究了晶须对树脂的尺寸、表面处理方法、含量对树脂体系力学性能和热性能的影响；通过扫描电子显微镜(SEM)分析了浇注体的弯曲、冲击断口，研究晶须的增强机理。     

偶联剂对硼酸铝晶须/双马来酰亚胺性能的影响

应用自行合成的一类新型硼酸酯偶联剂及硅烷偶联剂等对硼酸铝晶须进行表面处理,考察了硼酸铝晶须对双马来酰亚胺树脂体系性能的影响.结果表明,硼酸酯处理后的晶须对材料的改性作用较硅烷更加显著;硼酸铝晶须添加到双马来酰亚胺树脂中后,材料的弯曲强度在晶须含量为5%时达到最大值,而后随晶须含量的增大稍有下降;随晶须添加量的增大材料的弯曲模量和耐热性逐渐提高;经硼酸酯处理的晶须与树脂基体具有更好的界面粘接.     

Single-walled carbon nanotube incorporated novel three phase carbon/epoxy composite with enhanced properties

In the present work, single-walled carbon nanotubes were dispersed within the matrix of carbon fabric reinforced epoxy composites in order to develop novel three phase carbon/epoxy/single-walled carbon nanotube composites. A combination of ultrasonication and high speed mechanical stirring at 2000 rpm was used to uniformly disperse carbon nanotubes in the epoxy resin. The state of carbon nanotube dispersion in the epoxy resin and within the nanocomposites was characterized with the help of optical microscopy and atomic force microscopy. Pure carbon/epoxy and three phase composites were characterized for mechanical properties (tensile and compressive) as well as for thermal and electrical conductivity. Fracture surfaces of composites after tensile test were also studied in order to investigate the effect of dispersed carbon nanotubes on the failure behavior of composites. Dispersion of only 0.1 wt% nanotubes in the matrix led to improvements of 95% in Young's modulus, 31% in tensile strength, 76% in compressive modulus and 41% in compressive strength of carbon/epoxy composites. In addition to that, electrical and thermal conductivity also improved significantly with addition of carbon nanotubes.     

钛酸钾晶须增韧尼龙66及其断面分形研究

钛酸钾晶须用弹性体表面改性后实现了对尼龙66的有效增韧,改性剂 氧树脂用量为晶须的1．5％（质量）时,复合体系的冲击强度比纯尼66提高132％,同时弯曲,拉伸强度分别提高55％和48％,采用显微图像灰度法,对晶须增韧尼龙进行了基于断面小岛周长－面积关系的分形研究,考察了小岛选取对断面分维数测量结果的影响,研究表明,测得的分维数随选取小岛的面积阈值增加而增大,面积阈值达500η^2(η为侧量码尺）后,分维数趋于稳定,晶须增韧尼龙的力学强度与材料断面分维数之间的变化规律一致,对于从材断断裂机制与断面形貌进行了解释。     

不同秸秆增强环氧树脂复合材料的力学性能研究

秸秆具有生物降解、绿色环保等特性,且来源丰富,在绿色纺织复合材料领域受到广泛关注。本文采用真空辅助法制备了长芦苇秆、麦秆、高粱秆、稻草秆增强环氧树脂复合材料,研究了芦苇秸秆在整体和劈裂状态下复合材料的力学性能,并比较了在劈裂状态下芦苇秸秆和其他3种秸秆增强复合材料的力学性能及形态特征,分析了4种秸秆的红外光谱、表面润湿性、表面元素及微观结构。结果表明:4种秸秆均有相似的振动吸收峰位置,且它们表面微观结构差异较大,但其相同之处是表面均有硅元素、氧元素以及碳元素。同时4种秸秆都具有疏水性,芦苇秆、高粱秆、麦秆和稻草秆与水的接触角依次降低。在力学性能上,由于纤维素纤维在秸秆内合理有效分布使其出现结构物效应,秸秆增强复合材料的弯曲性能较拉伸性能具有明显的优势,同时芦苇秆劈材增强环氧树脂复合材料的拉伸强度和弯曲强度比芦苇秆复合材料高165.07%、55.72%。在4种秸秆劈材复合材料中,芦苇秆劈材复合材料的拉伸、弯曲性能最好,其次是稻草杆、高粱杆、麦秆复合材料。秸秆增强复合材料的开发有利于提高秸秆资源利用率,为复合材料的开发利用提供了新路径。     

固化温度对亚麻纤维及其增强复合材料力学性能的影响

研究热压成型过程中,不同固化温度对亚麻纤维及其增强复合材料力学性能的影响。结果表明:亚麻纤维在120,140℃和180℃分别处理2h后单纤维拉伸性能发生不同程度的下降。环氧树脂E-51在120,140℃和180℃下固化2h后拉伸性能未发生明显变化。基于环氧树脂的单向亚麻纱线增强复合材料分别在120℃和140℃固化成型时,拉伸强度和冲击强度变化不大。但当固化温度达到180℃时,由于亚麻纤维在高温环境下损伤较为严重,其增强复合材料的拉伸强度和冲击强度均发生明显的下降。然而复合材料的拉伸模量随着成型温度的升高有一定幅度的提升。     

Mechanical and thermal characterization of epoxy composites reinforced with random and quasi-unidirectional untreated Phormium tenax leaf fibers

The present work investigates tensile and flexural behavior of untreated New Zealand flax (Phormium tenax) fiber reinforced epoxy composites. Two series of laminates were produced using the same reinforcement content (20 wt%), arranged either as short fibers or quasi-unidirectional ones. Composites reinforced using quasi-unidirectional fibers showed higher modulus and strength both in tensile and flexural loading, when compared to neat epoxy resin. Short fiber composites, although still superior to epoxy resin both for tensile and flexural moduli, proved inferior in strength, especially as concerns tensile strength. These results have been supported by scanning electron microscopy (SEM), which allowed characterizing fiber–matrix interface, and by acoustic emission (AE) analysis, which enabled investigating failure mechanisms. In addition, thermal behavior of both untreated phormium fibers and composites has been studied by thermogravimetric analysis (TGA), revealing the thermal stability of composites to be higher than for phormium fibers and epoxy matrix alone.     

钛酸钾晶须增强双马来酰亚胺树脂体系的研究

以钛酸钾晶须(TKw)为增强剂,以N,N'-二胺基二苯甲烷型双马来酰亚胺(BMI)/O,O'-二烯丙基双酚A(BA)树脂作为基体,制备了晶须增强热固性树脂基体复合材料.研究了晶须对树脂体系凝胶特性的影响,同时利用红外光谱分析研究了晶须对体系固化反应性的影响;考察了晶须的表面处理方法、含量及复合工艺对树脂体系力学性能和热性能的影响;通过扫描电子显微镜(SEM)分析了材料的弯曲及冲击断口形貌.研究结果表明,在晶须添加质量分数约为15%左右,所制备的复合材料的综合性能较佳.     

UVA紫外辐射对室内碳纤维增强环氧树脂基复合材料性能的影响

研究了Ultraviolet A(UVA)紫外辐射对碳纤维增强环氧树脂基复合材料产生的影响。测量和分析了从窗户照射到室内太阳光和日光灯辐射的UVA紫外线辐照度, 研究了碳纤维增强环氧树脂基复合材料经辐照度为200 μW·cm^-2的UVA紫外灯辐射处理后的力学性能变化, 并通过XPS、 接触角、 纳米压痕、 原子力显微镜(AFM)测试方法研究了其表面性能变化。结果表明: 春夏季节晴天室内太阳光紫外辐照度在14点时达到最大值, 距离窗户0 m处最大值为375 μW·cm^-2, 1 m处最大值迅速降至30 μW·cm^-2; 对功率40 W的日光灯, 距离日光灯0 m处, 紫外辐照度为87.3 μW·cm^-2, 1 m处快速降至5.4 μW·cm^-2; 经过45天的紫外辐射, 碳纤维增强环氧树脂基复合材料的层间剪切强度、 弯曲强度和拉伸强度无明显变化; 碳纤维增强环氧树脂基复合材料表面发生氧化反应, 表面硬度和粗糙度变大。