汽车内饰用PP/黄麻纤维复合材料力学性能

采用转矩流变仪混合造粒,通过注射成型方法制备了聚丙烯(PP)/黄麻纤维复合材料,研究了对纤维表面进行处理的NaOH浓度、纤维含量和相容剂的含量对PP/黄麻纤维复合材料力学性能的影响,采用扫描电镜对纤维表面及复合材料的断面形貌进行分析。结果表明:黄麻纤维经过碱处理后PP/黄麻纤维复合材料的力学性能优于纤维未处理的复合材料的力学性能,随着NaOH浓度的提高,PP/黄麻纤维复合材料的拉伸强度和冲击强度增加,在NaOH浓度为16%时,其拉伸强度和冲击强度最佳;其弯曲强度随着NaOH浓度的提高先增加而后下降,在8%浓度时,弯曲强度最大。随着纤维含量的提高,PP/黄麻纤维复合材料的拉伸强度和弯曲强度先增加后下降,在纤维含量达到20%时,PP/黄麻纤维合材料的拉伸强度和弯曲强度达到最大。随着纤维含量的提高,PP/黄麻纤维复合材料的冲击强度降低。相容剂的加入使得PP/黄麻纤维复合材料的拉伸强度和弯曲强度明显增加。     

PP/甘蔗皮纤维复合材料的拉伸性能

采用热压工艺制造聚丙烯(PP)/甘蔗皮纤维复合材料,并研究其拉伸性能。研究热压温度为175℃、压力为2 MPa、时间15 min工艺条件下纤维粒径大小和质量分数对复合材料拉伸强度和拉伸弹性模量的影响。结果表明:在甘蔗皮纤维质量分数为40%条件下,复合材料拉伸性能随着粒径减小呈现先增加后减少的趋势,当纤维粒径为40~60目(0.45~0.3 mm)时材料拉伸强度最大,为8.58 MPa,此时弹性模量为2.44 GPa;在相同纤维粒径40~60目条件下,纤维质量分数为40%时PP复合材料拉伸强度最大,纤维质量分数为50%时PP复合材料拉伸弹性模量最大,达到2.65 GPa。根据实验结果,甘蔗皮纤维增强PP复合材料在纤维粒径为40~60目、质量分数在40%时综合拉伸性能最佳。     

玄武岩纤维增强PVDF/PP/PETG共混物及性能的研究

通过熔融共混法制备了聚偏氟乙烯/聚丙烯/聚对苯二甲酸乙二醇1,4环己二醇酯（PVDF/PP/PETG）共混物,利用玄武岩纤维对其进行增强改性,并采用扫描电子显微镜、转矩流变仪、维卡软化点测试仪等测试仪器对共混物的形态、黏度、耐热性和力学性能等进行了研究。结果表明,230 ℃时,共混物中PVDF、PP和PETG属两两不相容体系,PVDF和PP呈现连续相结构,而PETG则以球状形态分散在体系中;经玄武岩纤维增强改性后,复合材料的拉伸强度和弯曲强度随着玄武岩纤维含量的增加而增大,且当其含量为30 %（质量分数,下同）时,复合材料的拉伸强度和弯曲强度分别增加到44.0 MPa和67.9 MPa;共混物的维卡软化点从126.7 ℃提高到141.7 ℃。     

基于麻纤维板材回收再利用的汽车内饰用短纤维增强复合材料性能的研究

采用汽车内饰的黄麻纤维板材回收破碎,通过侧喂料喂入进行共混加工,最佳加工温度为190℃,最终注塑成短纤维增强复合材料。当纤维含量为20%时,复合材料力学性能与滑石粉/聚丙烯材料的相互媲美,而且密度下降9%左右,满足汽车内饰聚丙烯材料轻量化和绿色化的要求。基于此,采用马来酸酐接枝聚丙烯(MAPP)来提高材料力学性能。当MAPP质量分数为3%时,复合材料拉伸强度、弯曲强度和冲击强度分别达最大值为35.5 MPa、58.3 MPa和2.9 J/m,而拉伸模量和弯曲模量最大值为3 452、2 797 MPa。     

汽车内饰用纤维素纤维增强聚丙烯复合材料的制备及性能研究

以纤维素纤维母粒和聚丙烯(PP)为主要原料,利用挤出成型工艺制备纤维素纤维增强PP复合材料,研究了不同纤维含量以及马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)质量分数对材料力学性能、散发特性以及其他性能的影响。研究表明,当纤维含量为15%且PP-g-MAH浓度为3%时,相比滑石粉填充PP复合材料,材料密度下降8%左右,其拉伸强度、弯曲模量和缺口冲击强度分别达到45.2 MPa、2 607 MPa和4.39 kJ/m~2,可满足汽车内饰材料性能要求;纤维素纤维只改变材料味型,同时增加材料甲醛含量,而PP-g-MAH对材料气味等级和味型有着较大的影响;纤维素材料可提高材料的维卡软化点和吸湿率,但通过PP-g-MAH的改性可改善材料吸湿性。     

聚苯乙烯/黄麻纤维复合材料的性能研究

以黄麻纤维为填料,聚苯乙烯为基体,加人偶联剂、引发剂、抗氧剂等加工助剂,制备了聚苯乙烯/黄麻纤维复合材料。由于黄麻纤维是亲水的极性材料,而聚苯乙烯是疏水的弱极性材料,两者的相容性差,对黄麻纤维进行表面改性,降低其极性是改善两者相容性的有效途径之一。研究了黄麻纤维的表面处理,探讨了偶联剂,引发剂,以及黄麻纤维含量对复合材料力学性能,耐水性及耐热性的影响。研究发现,在乙烯基硅烷及引发剂的存在下,当黄麻纤维添加量为30%(质量分数)时,复合材料的拉伸强度达31.4 MPa,高于聚苯乙烯的拉伸强度,也高于未经任何处理的聚苯乙烯/黄麻纤维复合材料的拉伸强度。SEM观察发现,偶联剂处理后,黄麻纤维与聚苯乙烯界面模糊,偶联剂很好地提高了黄麻纤维与聚苯乙烯基体的相容性。经过处理的黄麻纤维/聚苯乙烯复合材料的力学性能,耐水性能和耐热性能,相对于未经处理的黄麻纤维均有不同程度的提高。     

改性黄麻纤维增强聚氨酯硬泡性能的研究

采用碱处理工艺对黄麻纤维进行了表面改性,提高了纤维对基体树脂的浸润性,改善了纤维与树脂基体的界面粘结。研制了一种新型的黄麻纤维增强硬质聚氨酯结构泡沫材料。测试结果发现,碱处理后纤维表面出现沟槽和裂纹,拔出的单丝纤维表面包覆有聚氨酯基体,纤维与基体结合紧密。压缩性能实验结果表明,添加改性纤维的复合材料,其压缩强度明显提高,当纤维质量分数为3.0%时,复合材料的压缩强度达到最大值(8.01 MPa);纤维质量分数为3.0%、长度为3 mm的短切纤维的增强效果较好;随着纤维含量和长度的增加,复合材料的压缩模量亦随之增大。     

黄麻纤维接枝聚醚增强UP复合材料研究

采用经过氢氧化钠和甲苯二异氰酸酯-聚醚二元醇(TDI-PPG)表面处理的黄麻纤维织物作为增强体,以191#通用不饱和聚酯树脂(UP)作为基体,通过模压成型的方法制备了黄麻纤维增强UP复合材料。傅立叶变换红外光谱及X射线光电子能谱分析表明,TDI-PPG接枝于黄麻纤维上;通过热分析确定了复合材料的加工温度为160℃,根据生产经验确定成型压力为2 MPa;用短梁弯曲法测试了黄麻纤维接枝前、后UP复合材料的层间剪切强度,后者大于前者;随着黄麻纤维体积分数的增加,接枝黄麻纤维增强UP复合材料的力学性能得到提高,当黄麻纤维体积分数为54.44%时,接枝黄麻纤维增强UP复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度分别为112.31 MPa,109.32 MPa和14.85 k J/m2。     

聚甲醛/海泡石纤维复合材料的制备与性能研究

为制备性能优良的聚甲醛（POM）基复合材料,以海泡石纤维（Sep）填充POM制备POM/Sep复合材料。研究硅烷偶联剂KH550表面改性填料对复合材料力学和摩擦学性能的影响。复合材料的力学性能以及摩擦学性能随着Sep含量的增加而改善,当有机改性海泡石纤维（O-Sep）含量为5.0 %（质量分数,下同）时,POM/O-Sep复合材料的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量和冲击性能分别达到最优值68.43 MPa、89.81 MPa、3600.61 MPa和285.5 kJ/m2,与纯POM相比提高了28.6 %、51.9 %、79.1 %和8.8 %;且POM/5.0 %O-Sep复合材料的摩擦因数和磨损量分别达到0.072和3.6 mg,与纯POM相比降低了65.9 %和 35.7 %。     

乒乓球拍用碳纤维复合材料的改性与性能研究

在乒乓球拍用碳纤维/环氧树脂复合材料表面进行了不同含量纳米微晶纤维素涂覆的改性处理,研究了纳米微晶纤维素含量对复合材料表面形貌、单丝拉伸强度、剪切强度和弯曲性能的影响,并对断口形貌进行了观察。结果表明,硅烷化改性处理并不会对纳米微晶纤维素的形貌和尺寸产生显著改变;去除上浆剂后的碳纤维抗拉强度约为3.44GPa,剪切强度约为48.3MPa,碳纤维的弯曲强度和弯曲模量分别为418.3MPa和20.1GPa,随着AMEO-NCC含量增加,AMEO-NCC涂覆的碳纤维的单丝抗拉强度、剪切强度、弯曲强度和弯曲模量都呈现先增加而后减小的特征,在AMEO-NCC含量为质量分数0.3%时取得单丝抗拉强度最大值,且都高于去除上浆剂后的碳纤维。     

PBO纤维成形过程中水洗工艺研究

研究了聚苯撑苯并二噁唑(PBO)纤维成形中的水洗工艺,探讨了常规水洗、超声波水洗及以不同洗涤介质条件下PBO纤维中磷含量的变化及纤维的力学性能。结果表明:常规水洗30 min后PBO纤维中磷质量分数为0. 793%,60 min后磷质量分数为0. 377%,其拉伸强度和模量分别达到2. 00 GPa和116 GPa,分别比30 min时提高了28%和15%;氨水溶液的除磷效果与常规清水相差不大,但会导致PBO纤维力学性能略有下降;超声波水洗能快速有效地降低磷含量,常规水洗30 min后,再经35 kHz超声波水洗10 min,PBO纤维中磷质量分数为0. 212%,拉伸强度为1. 68 GPa,模量为115 GPa。     

剑麻纤维增强聚丙烯复合材料的制备及性能研究

制备了剑麻纤维增强聚丙烯（PP）复合材料,考察了纤维含量及马来酸酐接枝PP（MPP）增容剂对复合材料孔隙率及力学性能的影响,并采用修正的数学模型分别对复合材料的拉伸强度和拉伸弹性模量进行预测。结果表明,随着纤维含量的增加,复合材料的孔隙率先增大后减小,纤维质量分数为30％时孔隙率达到最大值。未添加MPP增容剂时,复合材料的拉伸及弯曲性能在纤维质量分数小于30％时变化幅度较小,40％时则有较大幅度提高;冲击强度随着纤维含量增加而提高。当添加MPP增容剂时,复合材料的力学性能随纤维含量的增加而提高。拉伸性能的预测结果与实测结果比较一致。     

PP/MWNT复合材料的力学性能研究

采用熔融共混法制备了不同质量分数的聚丙烯/多壁碳纳米管(PP/MWNT)复合材料,研究了MWNT的含量对复合材料的拉伸强度、冲击强度等力学性能以及储能模量的影响,并利用扫描电镜研究了复合材料的微观形貌。结果显示,MWNT的质量分数为1.5%时,复合材料的拉伸强度由28.58MPa提高到32.47MPa,冲击强度由5.67kJ/m~2提高到8.85 kJ/m~2,断裂伸长率呈下降趋势,复合材料的储能模量在MWNT为2%时出现最大值;SEM图像显示MWNT的含量较低时,在PP基体中分布均匀,当MWNT的含量增大后,在PP基体中产生了缠结,形成了团聚,导致PP/MWNT复合材料的力学性能有所下降。     

PE⁃UHMW/海泡石纤维复合材料的力学性能与摩擦学性能研究

采用硅烷偶联剂KH550对海泡石纤维（Sep）进行了改性,采用平板硫化机通过热压成型法制备了超高分子量聚乙烯（PE?UHMW）/Sep和PE?UHMW/改性海泡石纤维（O?Sep）复合材料,并通过红外光谱仪（FTIR）、电子万能试验机、扫描电子显微镜（SEM）等对Sep 及O?Sep的表面结构和复合材料的力学性能、摩擦学性能及磨痕形貌进行了表征和测试。结果表明,O?Sep表面存在KH550分子,其在复合材料中分布比Sep更为均匀;当O?Sep含量达到6 %（质量分数,下同）时,复合材料力学性能和摩擦学性能表现最佳,其拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量和冲击强度分别为32.1 MPa,171.2 MPa、138.3 GPa和17.62 kJ/mm²,比纯PE?UHMW分别提高了41.4 %、40.0 %、95.6 %和36.9 %;其摩擦因数和磨损量分别为0.124和 0.1 mg,比纯PE?UHMW分别提高了77.1 %和80 %。     

PTW增强POM/TPU复合材料的制备及性能研究

以钛酸钾晶须(PTW)为增强体,采用熔融共混和注射成型法,制备了聚甲醛(POM)/热塑性聚氨酯弹性体(TPU)/PTW复合材料。研究了PTW含量对POM/TPU复合材料力学性能的影响,并借助扫描电子显微镜(SEM)分析了冲击断面形貌。结果表明,TPU的加入有效改善了纯POM的韧性,当TPU含量为10%(质量分数,下同)时,缺口冲击强度是纯POM的2.5倍,但拉伸强度和弯曲强度有所下降;PTW的加入对POM/TPU有较好的增强效果,当PTW含量为15%时,复合材料的拉伸强度、拉伸模量、断裂伸长率、弯曲强度、弯曲模量、缺口冲击强度分别为35.91 MPa、24.17%、144.94MPa、12.26GPa、112.1kJ/m2,拉伸模量、弯曲模量、缺口冲击强度与POM/TPU相比分别提高了14.7%、54.2%和9.2%,综合力学性能达到最佳。     

分子筛负载马来酸酐及改性PP的研究

通过物理吸附将马来酸酐(MAH)负载在分子筛上,经母料法熔融制备了PP/分子筛复合材料.采用DSC、POM和电子拉力机等方法对复合材料的结晶行为和力学性能进行研究.结果表明:分子筛对PP结晶起到异相成核作用,随分子筛用量增加,复合材料的结晶温度由纯PP的116.3℃提高到119.5℃,结晶热焓逐渐减小,熔融热焓逐渐增大,复合材料的拉伸强度、弯曲强度及弯曲模量有不同程度的提高.低MAH负载量的分子筛(质量分数3%)有助复合材料力学性能的进一步提高,复合材料的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量及冲击强度分别由纯PP的35.3 MPa、45.2 MPa、1.47 GPa及2.24 kJ/m2提高到37.6 MPa、53.5 MPa、1.85 GPa及3.01 kJ/m2.MAH具有诱导PP形成β晶的倾向,150℃附近的β晶熔融峰强度随MAH用量增加而提高.     

玻璃纤维增强尼龙66复合材料的结构与性能

使用双螺杆挤出机,采用共混改性方法制备玻璃纤维(GF)增强尼龙66(PA 66)复合材料(GF-PA 66),并对其结构、热性能和力学性能进行了表征。结果表明:制备的GF质量分数分别为20%,25%,30%的GF-PA 66复合材料的密度均低于1.4 g/cm~3,GF在GF-PA 66复合材料体系中呈现纤维交错复杂的网络结构;GF-PA 66复合材料的起始热降解温度均在320℃以上,具有较好的耐热性;随着GF含量的增加,GF-PA 66复合材料的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量升高,当GF质量分数达到30%时,复合材料的拉伸强度为147.4 MPa,比纯PA 66提高了75%,弯曲强度达到202 MPa,比纯PA 66提高了112%,弯曲模量达到7 783.3 MPa,比纯PA 66提高了175%;随着GF含量的增加,GF-PA 66复合材料的悬臂梁冲击强度先降低后升高,当GF质量分数为30%时,复合材料的悬臂梁冲击强度高于纯PA 66。     

国产高强高模PAN基碳纤维预浸料的制备及性能研究

以国产CNI QM55高强高模聚丙烯腈(PAN)基碳纤维、氰酸酯树脂为原料,利用热熔法制备高强高模PAN基碳纤维预浸料,通过纤维面密度、树脂含量、挥发分含量等来评价预浸料的物理性能,结合单向板的微观形貌与层间剪切强度分析单向板的界面结合性能,并对预浸料铺制单向板的力学性能进行表征。结果表明：CNI QM55碳纤维预浸料的纤维面密度为145 g/m²,树脂质量分数为35.5%,挥发分质量分数为0.164%,预浸料的物理性能满足复合材料的性能要求;以CNI QM55碳纤维预浸料制备的单向板0°拉伸强度为2 429 MPa, 0°拉伸模量为328.4 GPa,弯曲强度为1 171 MPa,弯曲模量为280 GPa,压缩强度为783 MPa,压缩模量为257 GPa,层间剪切强度为65.2 MPa,具有较好的界面黏接性能和力学性能,可满足加工应用要求。     

短玻纤增强聚丙烯复合材料性能研究

研究了玻璃纤维(GF)、自制马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)和螺杆转速对短玻纤增强聚丙烯(PP/SFT)复合材料力学性能和微观形貌的影响。结果表明:随着GF用量增加,复合材料的弯曲模量和缺口冲击强度增大,拉伸强度先增大后降低,PP/SFT复合材料断面呈现脆性断裂;随着增容剂PP-g-MAH用量增加,拉伸强度和缺口冲击强度先增加后降低,弯曲模量基本不变;当PP,GF和PPg-MAH的质量比为50∶50∶3时,其综合性能最优,拉伸强度为113.0 MPa,冲击强度为15.8kJ/m~2,复合材料断面呈现韧性断裂;螺杆转速和剪切增大会降低纤维平均长度和复合材料的力学性能。     

改性剑麻纤维含量对聚丙烯性能的影响

研究了偶联处理后的剑麻纤维(SF)对聚丙烯(PP)性能的影响,以马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)作为界面相容剂,制备了PP/SF/PP-g-MAH复合材料,考察了改性SF含量对PP/SF/PP-g-MAH复合材料流动性能、热性能、燃烧性能和力学性能的影响。结果表明,当SF含量由零增加到30%(质量分数,下同)时,PP/SF/PP-g-MAH复合材料的熔体流动速率降低了3.1g/10min,维卡软化温度升高了5.1℃,拉伸强度升高了6.0MPa,弯曲强度升高了20.7MPa,缺口冲击强度降低了3.1kJ/m~2,无缺口冲击强度降低了60kJ/m~2。