玻璃纤维直径对BMC团料以及力学性能影响的研究

介绍了不同直径玻璃纤维对BMC团料的影响,并系统研究了不同纤维直径对BMC弯曲强度、拉伸强度以及冲击强度等力学性能的影响。结果表明,随着纤维直径的增大,玻纤在树脂中的浸透速度变慢,在树脂糊中的粘度会增大,当玻璃纤维直径在13~15μm,对复合材料力学性能增强效果最显著。     

纤维直径及浸润剂对高强度玻璃纤维及其复合材料性能的影响

高强度玻璃纤维是一种力学性能优异的特种玻璃纤维,是高性能复合材料三大增强纤维(碳纤维、芳纶纤维、高强度玻璃纤维)之一.本文研究了不同直径系列及不同增强环氧型浸润剂系列对400孔高强度玻璃纤维及其复合材料性能的影响关系.通过原丝拉伸断裂强力、及NOL环拉伸、剪切强度的对比发现,①JA型浸润剂在拉丝工艺匹配和复合材料性能方面均明显优于FE-5浸润剂;②纤维直径在9～13μm范围内变化时对高强度玻璃纤维复合材料的性能没有影响.     

中空橘瓣型PET/PA6双组分纺粘纤维生产工艺研究

以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚己内酰胺(PA6)切片为原料,制备了中空橘瓣型PET/PA6双组分纺粘纤维,研究了熔体单孔挤出速度(V_m)和拉伸风压(P)对纤维直径、力学性能和结晶度的影响。研究结果表明:当V_m一定时,纤维直径和中空直径均随P增加而逐渐减小;当P一定时,纤维直径和中空直径均随V_m增加而增大;当V_m一定时,随着P增加,纤维断裂强度增加,断裂伸长率降低,结晶度增大;当V_m为1.2 g/min,P从0.10 MPa增加到0.35 MPa时,纤维直径由31.2μm减小到19.8μm,结晶度从4.32%增大到27.81%。     

CF/GF混杂复合材料性能分析及其在风电叶片上的应用

本文通过设计11组碳/玻混杂纤维复合材料(HFRP)样条的拉伸对比实验,分析研究CF与GF的不同混杂比对复合材料拉伸性能的影响。结果表明,随着玻璃纤维中加入碳纤维相对体积分数的增大,其拉伸强度和模量也随之增大,断裂延伸率随之降低。通过理论计算,50m长风电叶片主梁帽采用碳/玻混杂复合材料比采用纯玻纤其重量可降低10%~60%,成本将提高150%~310%,而相对于整支叶片重量可降低4%~22%,相对于整机其整体成本相当甚至降低。     

以水为单一增塑剂的PVA纤维的制备及结构性能研究

采用水为单一增塑剂,通过增塑熔融纺丝法制备出聚乙烯醇(PVA)原丝,经过干燥、热拉伸后得到大直径PVA纤维,并对拉伸倍数分别为12,14,15,16的PVA纤维进行结构与性能研究。结果表明:随着拉伸倍数的增加,PVA纤维的拉伸强度和弹性模量均先增大后降低,且纤维断裂伸长率的变化率也逐渐降低,PVA纤维的拉伸强度均超过1.0 GPa,弹性模量为37～51 GPa;随着拉伸倍数的增加,PVA纤维的结晶度和(101)晶面的晶粒尺寸逐渐增大,(200)晶面的晶粒尺寸逐渐降低;通过扫描电镜观察发现,PVA纤维表面形貌良好,表面密布纵向沟槽,拉伸倍数分别为12,14,15,16的PVA纤维,其直径分别为106.0,98.0,94.8,92.0μm;当大直径(106.0μm)PVA纤维在水泥基中的掺量达到20 kg/m~3时,纤维在水泥基中分散均匀,未出现团聚现象。     

玻璃纤维增强筋在低温环境中的拉伸性能研究

分别将直径为16、22mm的玻璃纤维增强(GFRP)筋在不同温度下进行拉伸试验,研究了温度、筋体直径、恒温时间等因素对GFRP筋拉伸性能的影响,揭示了其拉伸性能的变化规律。结果表明,在低温环境下,GFRP筋体破坏表观特征无明显变化;在-20~0℃时,筋体极限拉伸强度随温度的降低而增加,直径为16mm的GFRP筋的拉伸模量随温度的降低变化明显,而直径为22mm的GFRP筋则呈现较稳定的状态;在0~20℃时,2种筋体的极限拉伸强度和拉伸模量均变化较小;低温状态下恒温1h后,筋体的拉伸性能趋于稳定,低温持续时间对筋体的影响较小。     

短玻璃纤维增强低熔点尼龙6复合材料的性能研究

研究了短玻璃纤维用量对低熔点尼龙6(LMPA6)复合材料力学性能和热性能的影响。结果表明:随着短玻璃纤维用量的增加,LMPA6的缺口冲击强度先增加后降低,最高值为6.46KJ/m2;拉伸强度和弯曲强度则随之提高,当短玻璃纤维的用量为30%时,拉伸强度提高到100MPa,弯曲强度提高到130MPa以上。LMPA6的维卡软化点也随短玻璃纤维用量的增加而提高,当短玻璃纤维的用量为30%时,维卡软化点提高到90℃。     

聚乙烯醇纤维及聚氯乙烯纤维

961137,由湿纺多级拉伸制得的聚乙烯醇纤维的物理性能Lin Chin.An…;J.Polym.Res.,1994,1,(2),p .215一219(英)研究了用多级拉伸制备聚乙烯醇纤维,在刚刚达到熔点前拉伸时得到高拉伸倍数。研究了拉伸倍数对纤维的机械性能和热性能的影响,用大角x一射线衍射观测了纤维的结晶度和取向度,以评价其对纤维物理性能的影响。在各种凝固浴浓度下,随着拉伸倍数的增大,纤维强度和杨氏模量增大而纤维伸长(多)降低.当总拉伸倍数为7 .6,杨氏模量为856 .2心N/t ex时,强度达到41.0cN/t ex。结晶度和链取向度都随拉伸倍数的增大而增加,结晶度达到67 .2多…     

纤维直径及浸润剂对高强度玻璃纤维及其复合材料性能的影响

本文研究了不同直径系列及不同增强环氧型浸润剂系列对400孔高强度玻璃纤维及其复合材料性能的影响关系.通过原丝拉伸断裂强力及NOL环拉伸、剪切强度的对比,发现:①JA型浸润剂在拉丝工艺匹配和复合材料性能方面均明显优于FE--5浸润剂;②纤维直径在9～1 3 μm范围内变化时,对高强度玻璃纤维复合材料的性能没有影响.     

静电纺丝工艺对二醋酸纤维素纳米纤维形貌及直径的影响

以质量比为2∶1的丙酮/N,N-二甲基乙酰胺混合溶液为溶剂配制二醋酸纤维素(CA)溶液,采用静电纺丝制备CA纳米纤维,探讨了CA浓度、纺丝电压、接收距离和溶液推进速度等工艺条件对CA纳米纤维形貌、直径及其分布的影响。结果表明:CA纳米纤维的直径随CA浓度增加而增大,随纺丝电压增大而减小;适当的接收距离和溶液推进速度可以获得直径较小且分布均匀的纤维;当CA质量分数为11%、纺丝电压为30 k V、接收距离为15 cm、溶液推进速度为0.010 m L/min时,纺丝效果好,纤维平均直径约130 nm,且直径分布较均匀。     

SiO2-A12O3-MgO玻璃纤维结构与性能-MgO/(Li2O+B2O3)的影响

以不同含量的氧化锂、氧化硼、氧化镁成分的SiO_2-A1_2O_3-MgO高强(HS)玻璃为研究对象,测试了HS玻璃纤维密度、纤维新生态强度和模量,以及浸胶纱的拉伸强度和模量。采用高温粘度旋转仪、梯度炉以及红外光谱(IR)、核磁共振(NMR)等方法,研究了玻璃中不同比例的MgO/(Li_2O+B2O3)对高强玻璃结构和性能的影响。玻璃成分中SiO_2和Al_2O_3含量相近,增大Li_2O和B2O3含量替代MgO含量可以使玻璃的低温粘度和液相温度均降低,而增加MgO含量则提高了离子堆积密度和玻璃纤维的模量。红外光谱及核磁共振分析表明,HS高强玻璃的结构主要由硅氧四面体[SiO_4]和铝氧四面体[AlO_4]构成。在玻璃结构中,增加Li_2O和B2O3含量可提供的游离氧可使更多的Al~(3+)形成[AlO_4]而进入玻璃网络。相应地,增加MgO含量,提高MgO/(Li_2O+B_2O_3)比例,增加了网络断键和无序度,但增大了断网间的集合程度,有利于玻璃模量的提升。研究表明提高玻璃中SiO_2含量或在玻璃中加入Li_2O,有利于SiO_2-A12O3-MgO系统玻璃纤维强度的提升。     

环氧树脂的静电纺丝

研究了环氧树脂的静电纺丝,考察了纺丝电压、溶液浓度及共混溶剂等参数对纤维直径及分布的影响。研究结果表明:随纺丝电压增大,环氧树脂纤维直径减小,分布区间变窄;随环氧树脂溶液浓度升高,纤维直径增大,在高浓度时,纤维直径会产生分化而形成双峰分布;不同溶剂体系对环氧树脂纤维直径产生影响,在1-甲氧基-2-丙醇(MP)/丁酮(BT)体系中,随BT比例增加,溶液黏度上升,电导率下降,纤维直径增大。     

聚苯硫醚FDY生产工艺探讨

采用聚苯硫醚(PPS)切片进行高速纺丝制得PPS全拉伸丝(FDY)。探讨了纺丝温度、拉伸温度、拉伸倍数、纺丝速度和热辊(GR1,GR2)停留时间等工艺参数对PPS纤维力学性能的影响。结果表明:在90～110℃时,随着拉伸温度的提高,PPS FDY的相对强度逐渐降低;随着拉伸倍数的增大,或纺丝速度的增大,PPS纤维相对强度增大;当纺丝速度为3 000 m/min,拉伸倍数为2.5时,纤维在GR1停留时间为0.063～0.126 s存在最佳值,纤维相对强度为2.249 cN/dtex,纤维在GR2停留时间为0.019～0.069 s存在最佳值,纤维相对强度为2.223 cN/dtex。     

玄武岩纤维改善混凝土拉伸性能分析

基于试验研究,讨论了纤维体积掺加率、纤维长度对玄武岩纤维混凝土(BFRC)拉伸强度、拉伸应变的影响规律,分析了玄武岩纤维混凝土拉伸破坏形态。试验结果表明:纤维体积掺加率对BFRC拉伸强度有显著提升作用,而纤维长度对BFRC拉伸应变有明显增强效应。BFRC断裂面粗糙度系数随纤维体积掺加率增大呈幂函数关系降低趋势,粗糙度系数可作为纤维改善混凝土拉伸性能评价指标。     

气流拉伸聚苯硫醚纤维的制备与表征

对聚苯硫醚(PPS)切片性能进行了研究,利用纺粘无纺布实验机进行了气流拉伸PPS纤维的制备,并对其进行表征。结果表明:PPS切片熔点为280.8℃;在315℃时,PPS熔体流动性最好,熔体流动指数每10 min为158.7 g;PPS纤维直径最细可到30.5μm,随拉伸气流强度增大,纤维断裂强度和取向度都先增大后减小,断裂伸长率则相反,结晶度在小范围内有增大趋势;当拉伸气流强度为40 Hz时,PPS纤维断裂强度达3.28 cN/dtex。     

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。     

玻璃纤维改性PA66冲击强度的影响因素分析

以质量分数33%的玻璃纤维改性聚己二酰己二胺(PA 66)切片为基础,分析了基料黏度、玻璃纤维粗细、增韧剂、挤出工艺等对PA 66复合材料的冲击性能的影响。结果表明:随基料树脂黏度增大,PA 66复合材料的冲击性能增加,其中无缺口冲击强度增加幅度大;玻璃纤维直径越小,PA 66复合材料的冲击强度越高,玻璃纤维直径以13~15μm为宜;增韧剂本体强度小,增韧效果好,马来酸酐接枝茂金属乙烯-辛烯共聚物(POE-g-MAH)的性价比最佳;PA 66复合材料缺口冲击强度随增韧剂用量增加而增加,无缺口冲击强度呈先增大后减小再增大的趋势,复合材料中加入增韧剂质量分数2.5%较适宜;采用高温低转速挤出工艺时PA 66复合材料冲击强度较好。     

溶液喷射纺丝制备PMIA/MWNTs纳米纤维的研究（英文）

采用溶液喷射纺丝技术制备间位芳纶/多壁碳纳米管(PMIA/MWNTs)纳米纤维,探讨了不同工艺参数下纳米纤维表观形貌和直径分布的变化,研究了MWNTs对PMIA纳米纤维膜结晶性能和力学性能的影响。结果表明:在拉伸风压为0.12 MPa、喷丝孔内径为0.4~0.5 mm时,可以制得形貌较好的PMIA/MWNTs纳米纤维;随MWNTs负载量的增加,制得纳米纤维的平均直径变粗,结晶度变大,纤维膜拉伸强度增大,断裂伸长率则下降;MWNTs的最佳负载量为0.3%,此时可制得形貌结构均匀,直径较细的PMIA/MWNTs纳米纤维,纤维平均直径为372 nm,纤维膜拉伸强度达到41.85 MPa,较纯PMIA纳米纤维膜提高了86%以上。     

高分子相容剂对玻璃纤维增强PA66性能的影响

研究了高分子相容剂(PE-g-MAH和POE-g-MAH)对干态和湿态下玻璃纤维增强尼龙66(PA66)性能的影响。结果表明:在干态和湿态下,随着相容剂用量的增加,两种高分子相容剂都能使玻璃纤维增强PA66的冲击强度增大,而使其拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量降低,其中POE-g-MAH增韧效果更为明显;吸水率随相容剂用量的增加而缓慢下降,但相容剂种类对吸水率影响较小。     

ZrO_2掺杂对SACM高强度玻璃纤维结构性能的影响

以SACM(SiO_2-Al2O3-CaO-MgO)高强玻璃纤维体系为基础,掺杂不同质量分数的ZrO_2,研究其玻璃的结构和性能。结果表明:在SACM高强玻璃纤维体系中,玻璃纤维直径越小,其拉伸强度和断裂伸长率越大;随着ZrO_2质量分数的增加,玻璃纤维的拉伸强度和断裂伸长率均呈现先增大后减小的趋势;玻璃样品的质量损失率则呈现先减小后增大的趋势,而玻璃转变温度和软化温度在ZrO_2质量分数为1%时,出现极大值。