热氧老化对PBO纤维复合材料力学性能的影响

采用人工加速老化试验方法研究了热氧老化对PBO纤维复合材料力学性能的影响。利用材料万能试验机研究了PBO纤维复合材料的拉伸、弯曲和剪切等静态力学性能随热氧老化时间的变化情况,结果表明,经过在60℃热氧老化不同时间后,PBO纤维复合材料的拉伸强度变化较小,弯曲强度和层间剪切强度出现了一定程度的下降,最大降幅分别为8.8%和11.7%,拉伸模量和弯曲模量增大。采用DMA研究了热氧老化时间对PBO纤维复合材料动态力学性能的影响,结果表明,热氧老化使得PBO纤维复合材料的耐热性提高,贮能模量下降,随着老化时间逐渐增加,E″逐渐向高温方向移动。     

游艇用纤维增强复合材料在海洋环境下加速老化研究进展

综述了国内外关于游艇用纤维增强复合材料在海洋环境下的加速老化研究进展,分析了海洋环境下太阳紫外光、热氧、盐雾、海水等因素对其腐蚀老化机理、材料性能的影响以及变化规律。在Gunyaev中值老化经验公式、Wiederhorn经验公式、阿伦尼乌斯理论基础上,建立了高置信度的游艇用纤维增强复合材料在海洋环境下的腐蚀寿命预测方程,探索了其老化剩余强度与自然老化强度之间的关系,建立了其在海洋环境下耐腐蚀等级评价标准体系。最后,提出了游艇用纤维增强复合材料耐海洋环境老化的建议。     

填充聚丙烯的热氧老化性能研究

制备了一种无机矿物填料填充聚丙烯(PP)复合材料,并采用热烘箱老化法,研究了PP的等规度、成核剂、填料的种类与含量及抗氧剂对复合材料热氧老化性能的影响。结果表明,PP的等规度越大,复合材料热氧老化性能越好;成核剂也能提高复合材料的热氧老化性能;填料对复合材料的热氧老化性能有较大影响,其含量越高、粒径越小,复合材料老化性能越差,经表面活化处理的填料体系相比表面未经处理的填料体系具有更好的热氧老化性能;同时也发现,相比对称性受阻酚抗氧剂,非对称性受阻酚抗氧剂能够显著提高复合材料的热氧老化性能。红外光谱表明,聚丙烯在老化过程中,在波数1 730 cm-1产生了典型的羰基C=O强吸收峰,说明聚丙烯分子链发生了老化断裂。     

热氧老化对长玻璃纤维增强PP材料动态流变性能影响

通过熔融共混法制备长玻璃纤维增强聚丙烯(LGFPP)复合材料,采用旋转流变仪和扫描电子显微镜测试研究了不同热氧老化时间下复合材料的动态流变行为。结果表明,热氧老化过程PP发生降解,分子量降低,同时随老化程度的加深分子链的缠结以及分子间相互作用力逐渐被削弱,分子链松弛能力增加;树脂的降解过程容易在纤维与基体的界面区域进行,使得纤维与基体的界面性能下降,粘结力下降。因此,随老化时间的增加复合材料的储能模量、损耗模量、损耗因子以及复数黏度都呈现下降趋势。     

玄武岩纤维增强聚丙烯复合材料性能研究

以聚丙烯(PP)树脂为基体,加入玄武岩纤维(BF)和相关助剂,通过双螺杆挤出机熔融共混制得相应复合材料。考查相容剂对PP/BF复合材料性能影响、对PP/BF复合材料和PP/玻璃纤维(GF)复合材料力学性能、微观形貌和耐热氧老化等性能进行对比。通过实验数据分析,加入相容剂后,拉伸强度提高126.8%,弯曲强度提高223.8%,弯曲弹性模量提高119.9%,悬臂梁缺口冲击强度提高223.2%。在同样质量配比下,PP/BF复合材料较PP/GF复合材料拉伸强度提高9.8%,弯曲强度提高11.0%,弯曲弹性模量提高5.8%,悬臂梁缺口冲击强度降低10.7%。从微观电镜分析,加入相容剂可明显改善纤维与PP基材界面浸润程度。另外,BF比GF更易使复合材料老化,常规热氧老化剂1010和168对纤维增强PP类材料耐老化效果并不好,用等量自制热氧老化剂可解决此问题。     

不同纤维在四丙氟橡胶中的应用研究

将聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)纤维、碳纤维(CF)、聚四氟乙烯(PTFE)纤维和聚对苯撑苯并二噁唑(PBO)纤维4种短纤维添加到四丙氟橡胶(FEPM)中制备复合材料FEPM/PPTA、FEPM/CF、FEPM/PTFE、FEPM/PBO,并研究了复合材料的硫化特性、力学性能、耐热性能和耐热氧老化性能。结果表明：FEPM/CF的扭矩差(M_H-M_L)最大、综合力学性能最佳,FEPM/PPTA与FEPM/PBO的耐热性和耐热氧老化性优于其他两种复合材料。     

三元双马来酰亚胺共聚物基复合材料

用自行研制的三元双马来酰亚胺共混树脂TB711初步制备了E-玻璃纤维和碳纤维复合材料,并测试了它们的力学性能,初步研究了TB711/碳纤维复合材料在室温、高温(150～250℃)以及经沸水作用和250℃热老化后的弯曲与层剪强度的变化。试验结果表明,TB711基复合材料具有优异的高温和湿热性能,但其耐250℃热氧老化的性能较一般。     

紫外老化对玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料疲劳性能的影响

以玻璃纤维/环氧树脂复合材料为研究对象,研究紫外老化对复合材料疲劳性能的影响。利用扫描电镜、红外光谱和动态热力学分析对复合材料的微观形貌、化学结构和动态力学行为进行测试分析。研究表明:紫外线照射使环氧树脂发生了光氧老化降解,破坏了链段中的化学键,环氧树脂发生脱落,使树脂与纤维的结合变得薄弱,界面部分区域发生了脱粘。紫外老化28 d后,复合材料静拉伸强度下降了18%。拉-拉疲劳实验表明,紫外老化对复合材料低周疲劳的影响大于对高周疲劳的影响。紫外老化后复合材料的刚度退化速率和退化幅度均高于未老化试样,表明紫外老化使复合材料的疲劳性能下降。     

热氧老化对无卤膨胀阻燃PP/LGF复合材料性能的影响

用熔融共混法制备了膨胀阻燃剂填充长玻纤增强聚丙烯(PP/LGF)复合材料,并采用热烘箱老化法,研究了140℃条件下不同热氧老化时间对复合材料热氧老化性能的影响。通过热分析、锥形量热、极限氧指数、垂直燃烧测试对其热解和燃烧性能进行了研究。结果表明,随着老化时间的延长,PP/LGF复合材料的极限氧指数值明显提高,且垂直燃烧等级基本保持不变;并且复合材料的热释放速率峰值、热释放速率平均值和总热释放速率值不断增大。热氧老化对PP/LGF复合材料的最大热失重速率所对应的温度无太大影响,但却显著降低了复合材料的起始分解温度。     

溴代三嗪/Sb_2O_3阻燃长玻纤增强PA6的热氧老化性能

研究了溴代三嗪/Sb_2O_3阻燃长玻纤增强聚酰胺6复合材料在160℃的热氧老化处理下不同热氧老化时间对其力学性能、表面形貌、结晶性能以及热氧降解行为的影响。结果表明,热氧老化后复合材料力学性能、结晶度均出现一定程度的下降,但热稳定性变化不大。扫描电镜结果显示,热氧老化后复合材料表面出现各种缺陷(即微裂纹、凹坑和玻璃纤维脱黏),同时有阻燃剂迁移至复合材料表面,并伴有一定程度的粉化现象。     

高温老化对碳纤维增强双马来酰亚胺树脂基复合材料力学性能的影响研究

本文对国产碳纤维增强双马来酰亚胺树脂复合材料进行了高温老化力学性能测试和分析,通过扫描电子显微镜分析了高温老化对碳纤维／双马复合材料力学性能的影响。结果表明,老化1000h的力学性能未出现明显下降趋势,纤维与树脂基体粘接牢固,界面完好,该复合材料的高温老化性能优异。     

Thermal Aging Properties of Graphite Fiber Reinforced Peek and Graphite Fiber Reinforced Bmi Composites

Graphite fiber reinforced poly(ether ether ketone) (PEEK) and graphite fiber reinforced bismaleimide (BMI) composite materials are two kinds of advanced fiber-reinforced polymer matrix composites with good thermal stability and excellent mechanical properties at high temperature. They are currently receiving considerable attention. the main limitation on their application is the lack of knowledge regarding their behaviors during extended use at high temperature. Thermal aging properties are the main parameters for new polymer matrix composites that will be used in advanced spacecraft structural components. From the results of thermal aging effects on the properties—including interlaminar shear strength, drop-weight impact strength, and impact energy—of graphite/PEEK and graphite/BMI composites, it is found that unidirectional graphite fiber reinforced composites retain higher strength compared to multidirectional, and that multidirectional graphite/PEEK composites keep higher property retentions than multidirectional graphite/BMI composites after thermal aging at 190°C. From scanning electron photomicrographs, it is also found that graphite/PEEK composites have better fiber/resin adhesion, intraply adhesion, and microcrack resistance compared to graphite/BMI composites after thermal aging.     

长玻纤增强热塑性复合材料阻燃改性及老化性能研究进展

综述了近几年来长玻璃纤维(LGF)增强热塑性复合材料的发展现状,重点以聚丙烯为例,介绍了纤维含量、分布及纤维与基体之间相容性等因素对LGF增强热塑性复合材料性能的影响;重点以尼龙6为例,对LGF增强热塑性复合材料的阻燃改性及老化性能的相关研究进行了阐述。最后对未来LGF增强热塑性复合材料改性及抗老化研究的重点和方向进行了展望。     

玻璃纤维增强复合材料的人工加速老化性能研究

对轨道结构用玻璃纤维增强复合材料（GFRP）进行了氙灯加速老化及湿热老化试验,研究了GFRP的弯曲强度、压缩强度等随老化时间的变化情况,并考查了不同化学介质对成品性能的影响。结果表明,该种GFRP具有优异的耐光老化、耐湿热老化及耐化学介质性能。     

Influence of thermo‐oxidative aging on vibration damping characteristics of conventional and graphene‐based carbon fiber fabric composites

The effect of thermo‐oxidative aging on the vibration damping characteristics of the conventional fabric composites reinforced by three‐dimensional (3D) and four‐directional (4Dir) braided preform and laminated plain woven fabric and the 3D‐4Dir braided graphene‐based carbon fiber composites was investigated. Specimens were isothermally aged at 140 °C for various periods of time up to 1,200 h. The results indicated that the thermo‐oxidative aging resulted in deterioration of the matrix and interface performance, in the form of chain scissions, weight loss, microcracks and interfacial debonding, which should be responsible for the decrease of nature frequency and the increase of damping coefficient of the composites. After aging for 1,200 h, the first nature frequency and first damping coefficient retention rates of 3D‐4Dir braided graphene‐coated carbon fiber/epoxy composite were 5.5% and 6.4% higher than those of laminated composite, respectively. One of the reasons was the integrated structure of 3D‐4Dir braided composite exposed lower fiber end area to air than that of laminated composite, leading to less interface oxidation. Another reason was that the graphene reinforced gradient interphase provided an effective shield against interface oxidation and restricted the movement of the different phase of the materials at the composites interface. This synergetic reinforcing effect of 3D‐4Dir braided structure and graphene reinforced hierarchical interface provides an easy and effective way to design and improve the thermo‐oxidative stability of carbon fiber reinforced polymer composites. POLYM. COMPOS., 37:2871–2883, 2016. © 2015 Society of Plastics Engineers     

玻璃纤维增强碱式硫酸镁水泥的加速老化试验与微观机理

为了研究玻璃纤维增强碱式硫酸镁水泥材料的长期强度,正确评价其耐久性能,采用SIC(Strand In Cement)试验方法,分别测定了玻璃纤维增强碱式硫酸镁水泥GRBMS试样在50℃、80 ℃热水加速老化试验条件下的抗折强度变化.运用XRD和SEM分析其水化产物组成和微观结构形貌,观察了玻璃纤维在碱式硫酸镁水泥基体中的腐蚀特征.结果表明:GRBMS试样试样在老化条件下,抗折强度随着时间的增加有明显的下降,原因是碱式硫酸镁水泥中针杆状的517相分解为片状无胶结性能的Mg(OH)2;80℃老化下试样强度保留率达到50％所用的时间为12d,而氯氧镁水泥试样失效时间只有3d,因此玻璃纤维增强碱式硫酸镁水泥材料老化寿命时间长,更适合应用于实际工程中.     

陶瓷纤维填充聚烯烃复合材料的导热性能研究

制备了硅酸铝纤维、氧化铝纤维填充聚乙烯(PE)复合材料和硅酸铝纤维、氧化铝纤维填充聚丙烯(PP)复合材料；用稳态法考察了纤维用量对复合材料导热性能的影响。结果表明：硅酸铝纤维和氧化铝纤维填充PP、PE复合材料的热导率基本随纤维用量的增加而增加，在某些用量时稍有波动，纤维质量分数为35％的试样导热效果最好。     

碳纤维/乙烯基酯树脂复合材料拉伸性能研究

研究了碳纤维进行氧化处理、铺层形式,以及紫外光照射和不同溶液介质浸泡处理等,对碳纤维/乙烯基酯树脂复合材料拉伸性能的影响。结果表明:碳纤维最佳氧化工艺为浓硝酸氧化1 h,空气氧化温度250℃,空气氧化30 min。碳纤维最佳铺层设计为[0°,0°,45°]2s。随紫外光照射时间增加,复合材料拉伸强度呈先增后降趋势,120 h时达最大值。溶液介质浸泡会降低复合材料的拉伸强度。温度相同溶液介质不同时,复合材料在NaOH溶液中拉伸强度降低程度最大,温度提高会加速复合材料失效老化。     

锦葵纤维增强聚丙烯基复合材料力学性能研究

分别制备了锦葵纤维含量为10 %（质量分数,下同）、20 %、30 %、40 %和50 %的锦葵纤维增强增强聚丙烯基复合材料,研究了纤维含量对该复合材料拉伸性能和弯曲性能的影响,并与苎麻纤维增强聚丙烯基复合材料进行了对比。结果表明,随着锦葵纤维含量的增加,锦葵纤维增强聚丙烯基复合材料的拉伸强度和拉伸弹性模量逐渐增加,而弯曲强度和弯曲弹性模量呈现先增大后减小的趋势,当纤维含量为40 %时达最大值;纤维含量均为30 %时,除拉伸弹性模量外,锦葵纤维增强聚丙烯基复合材料的各项指标均低于苎麻纤维增强聚丙烯基复合材料。