聚芳醚砜醚酮酮及其炭纤维复合材料的力学性能

合成了聚醚砜醚酮酮(PESEKK),研究了纯树脂的热、力学性能。制备了炭纤维和聚醚砜醚酮酮(炭纤维是标准T300)复合材料,着重研究了此新型复合材料的力学性能。结果表明,随着复合材料中PESEKK树脂质量比增加,T300CF/PESEKK复合材料的拉伸强度、弯曲强度、拉伸模量和弯曲模量逐渐增加。其中弯曲强度和弯曲模量增加的幅度比拉伸强度和拉伸模量增加的幅度更大。当PESEKK质量分数为60%左右时,复合材料的综合力学性能达到最佳值。因此聚醚砜醚酮酮可作为增强炭纤维力学性能的基体树脂。     

热压工艺对单向连续碳纤维增强聚苯硫醚/聚醚砜复合材料力学性能的影响

将溶液浸渍法和悬浮液浸渍法结合,通过热压成型制备了以聚苯硫醚/聚醚酚为基体的单向连续碳纤维增强复合材料,研究了不同树脂浓度和热压工艺参数下复合材料的力学性能。结果表明:在以12.5%质量浓度的PES-DMAc溶液体系中,以聚苯硫醚和聚醚砜质量比为1:3复配树脂构成的复合材料综合力学性能优于以单一聚醚砜为基体的复合材料。通过层间剪切强度、弯曲强度、压缩强度和冲击强度的测试,确定了复合材料的最佳加工工艺参数,利用扫描电镜分析了复合材料的在受力断裂时的破坏机理。     

膨胀石墨/聚醚砜复合材料的制备及力学性能

采用微波辐射法制备了膨胀石墨(EG),将其作为增强相加入到聚醚砜(PES)基体中,利用溶液共混法和真空辅助模压成型工艺得到EG/PES复合材料,使用SEM、FTIR和XRD等分析手段表征了EG及其复合材料的微观结构和性能,并对复合材料的力学性能进行了测试。结果表明:PES分子插入到了EG片层内部,并且EG与PES分子之间产生了氢键作用;当EG含量为5.0%(质量分数)时,复合材料的拉伸和弯曲强度达到最大值,分别为94.6 MPa和146.7 MPa,较树脂基体提升了10.5%和7.3%;EG在PES基体内的分散性直接影响了复合材料的力学性能,嵌入到复合材料内部的EG不仅能够改变微观裂纹的走向,还能阻止其进一步蔓延和扩展,改善复合材料内部的应力分布情况。     

仿竹结构单丝玻璃纤维增强多孔聚醚砜基复合材料

竹子是一种以竹纤维为增强体、多孔木质素为基体而组成的天然复合材料.本文借鉴竹子的结构特征,采用高性能热塑性聚合物浸没沉淀相转化法在玻璃纤维(GF)表面沉积梯度孔径分布的多孔聚醚砜(PES)基体,制备仿竹结构单丝玻璃纤维增强多孔聚醚砜基复合材料(GF/PES),并对其微观形貌、拉伸力学性能和“温度-模量”智能响应性进行了...     

用于RFI工艺的高性能树脂膜的研究

以烯丙基化合物改性双马来酰亚胺为基体,通过加入聚醚砜树脂(PES),制得了适用于树脂膜熔渗(RFI)工艺的高性能树脂基体膜。该树脂膜性质稳定,能满足RFI工艺要求。其固化树脂耐热性及力学性能优良;所制得的玻璃布复合材料综合性能优异;常温下弯曲强度、层间剪切强度分别达到535 MPa和55.5 MPa。      

PPESK/ABS/TK复合材料流变性能的研究

为了研究晶须对PPESK/ABS共混物流变性能的影响,用溶液共沉淀方法制备了不同比例的含二氮杂萘联苯结构的聚醚砜酮(PPESK)/ABS/钛酸钾晶须(TK)复合材料,在290～310℃下,测定了复合材料的流变性能.研究结果表明:在该实验温度下,当PPESK/ABS为70/30,晶须含量由10到40份变化时(每百份树脂中晶须的含量),PPESK/ABS/TK复合材料的熔体属假塑性非牛顿流体,其熔体黏度随温度的升高、剪切速率的增大而下降,随TK含量的增加而增大;TK的加入使PPESK/ABS的熔融加工性变差.     

连续炭纤维增强ABS界面性能研究

选用国产的连续炭纤维长丝与ABS树脂分别采用常规共混法、薄膜层叠法、溶液浸渍法三种工艺制备了连续炭纤维增强ABS热塑性树脂复合材料。通过对复合材料的力学性能、热性能、动态黏弹性及微观形貌的研究,分析了ABS热塑性树脂基复合材料的制备工艺对界面性能的影响。结果表明:不同制备工艺中复合材料随炭纤维含量的增加其各项力学性能都不断提高,当炭纤维含量为60%(质量分数)时力学性能达到最高,但不同制备工艺导致复合材料界面性能差异较大,影响其力学性能的增幅。溶液浸渍法制备的复合材料树脂对炭纤维的浸润性良好,其最大拉伸强度和层间剪切强度分别达到1100MPa和71MPa,较常规共混法复合材料性能提高约80%;其损耗角正切仅为常规共混法复合材料的40%;界面性能提高使复合材料的耐热性能提高。     

磺化聚醚砜上浆剂对碳纤维/聚醚砜复合材料界面性能的影响

为了提高碳纤维(CFs)增强热塑性树脂聚醚砜(PES)复合材料的界面结合力,对PES进行磺化改性,得到磺酸基聚醚砜(SPES)制备的CFs上浆剂,研究了SPES上浆剂对CFs/PES复合材料界面性能的影响和上浆剂质量分数对CFs/PES复合材料的作用效果。结果表明:经过SPES上浆的纤维毛丝量降低、耐磨性提高。同时FTIR和XPS分析表明:SPES中的—SO3H基团与CFs表面微量的活性官能团发生了化学反应,提高了增强体CFs与基体树脂PES间的黏连。当上浆剂含量为1wt%时,CFs/PES复合材料的层间剪切强度(ILSS)提高最显著,比未上浆改性的CFs/PES复合材料的提高了24%。SEM照片证实在此浓度下CFs与PES结合更加紧密。动态力学热分析(DMTA)结果亦证明1wt%的SPES上浆剂提高了CFs/PES复合材料的玻璃化转变温度。     

聚醚砜酮树脂基碳纤维复合材料的性能研究

以含二氮杂萘联苯型聚醚砜桐（PPESK）树脂为基体，填加短碳纤维（CE）用溶液共混共沉淀，热压模塑方法研制出PPESK基碳纤维复合材料，研究了CF处理方法，CF含量，等离子体处理材料表面及摩擦条件（如线速度）对材料的摩擦磨性能的影响，利用KYKY100B扫描电镜观察材料磨损表面，分析了PPESK树脂及其复合材料的磨损机理，摩擦磨损实验结果表明PPESK／CF与纯树脂相比，摩擦系数减小1倍，磨损率下降2个数量级，纯树脂的磨损机理主要是创削磨损和粘着磨损，而复合材料的磨损特性主要表现为粘着磨损，且具有优异的耐热性能，是一类新型无油自润滑的耐高温低摩擦材料。     

玻璃纤维增强聚醚砜复合材料力学性能研究

研究了两种连续玻璃纤维(S-GF和E-GF)增强聚醚砜(PES)复合材料在室温下的静态力学性能,包括拉仲、压缩、弯曲和剪切等:讨论了成型温度和成型时间对复合材料性能的影响;分析了各种破坏形式下的断口形貌。     

软质聚氨酯泡沫的冲击力学性能EI

采用岛津试验机与改进的分离式霍普金森压杆(SHPB)试验装置,得到了两种分别用作汽车坐垫和靠垫材料的软质聚氨酯泡沫在不同应变率下的应力应变曲线。实验结果表明,材料强度对密度和应变率敏感。动态条件下,泡沫密实后,横向惯性效应导致泡沫被拉坏。而准静态变形达到80%时,卸载后变形仍能回复。评价两种泡沫的吸能特性时,发现两种密度的海绵动态吸能性能比静态时要差。最后对坐垫泡沫的厚度进行了优化设计。     

聚醚酰亚胺和热致性液晶高分子原位复合材料的研究进展

综述了近年来聚醚酰亚胺和热致性液晶高分子共混形成原位复合材料的研究进展。液晶高分子在共混物中既起到增强剂的作用。又起到加工助剂的作用。应用Taylor理论可描述液晶分散相在基质高分子中的成纤过程。讨论了各自聚合物以及共混物的流体动力学行为和聚合物间的相容性、混合程序、混合物组成等因素对原位复合材料的形态和力学性能的影响。     

Microstructural,thermal and rheological correlations to mechanical response of polyamide-6(glass filled)/polyetherimide blend: effect of ethylene-octene copolymer on toughening of blend

Melt mixed glass-filled polyamide 6(PA6)/polyetherimide (PEI) blends were prepared in a co-rotating twin screw extruder over the entire composition range of 0–100 wt% of polyamide 6. These blends were characterized by structural, rheological, mechanical and thermal properties. Crystallization behavior and phase morphology of the blends were also investigated. The blend with the composition PA6/PEI 75/25 showed overall improved mechanical properties along with low resultant viscosity which can be processed on standard equipment. Shear viscosity along with shear stress of the blends were analyzed using shear rheometer which concluded that the blends can be processed on standard equipment due to resultant low viscosity. Scanning electron microscope micrographs revealed that the morphology of the blends showed a two phase structure in which the minor phase was dispersed as domains in the continuous phase. Polyolefin elastomer (POE) as impact modifier was added to the above composition in the range of 0–15 phr to study its effect. The thermal characteristics of PA6, PEI, and PA6/PEI blends with and without POE were investigated using DSC and TGA which revealed that the melting temperature and crystallization temperature of the blend remained unchanged while XRD results showed percent crystallinity was increased slightly. Furthermore, it can be said that the blend with composition PA6/PEI 75/25 with 10 phr impact modifier loading was suitable for high end applications because it combines the high mechanical properties of glass-filled PA6 with inherent flame-retardant property of PEI while POE overcomes the physical weakness of moisture absorption.     

WC/ NiCrMo 钢基复合材料的断裂行为及特征

采用单边缺口梁(SENB) 法、扫描电镜和电子理论, 研究了碳化钨(WC) 增强钢基复合材料经960～1040 ℃奥氏体化及淬火、回火共12 种状态的断裂行为和断口特征。实验结果表明, 该材料在具有高强度(σ_bb～2200 MPa,σ_bc～3000 MPa) 高硬度( HRC 62～68) 的同时, 还具有较高的SENB 断裂韧性(～30 MPa ·m1/2 ), 断口形貌主要特征为WC 解理、基体准解理及分散韧窝和韧窝带。研究发现, 高体积分数(～40 %) 的硬质相对材料的断裂韧性和断裂行为起决定性作用, 基体内存在的具有高共价键强的含碳结构单元和具有较多晶格电子的α-Fe (Ni) 结构单元共同作用, 既给予硬质相以强韧支持, 又产生断裂时的微观延性。      

新型聚芳醚砜酮／聚砜共混物的相容性及力学性能

采用双酚A型聚砜(PSF)作为共混改性剂来改善聚芳醚砜酮(PPESK)树脂的熔融加工性能,随着PSF组分的增加,PPESK/PSF共混物的熔融加工性得到显著提高。用差示扫描量热法(DSC)检测了共混物的玻璃化转变温度(Tg),并用扫描电镜(SEM)观察了共混物的形貌结构,结果表明PPESK/PSF共混物出现了两个Tg,且这两个Tg都介于纯聚合物的Tg之间,共混物断面形态比较均匀,两相界面比较模糊,表明共混物为部分相容体系。用万能试验机测试了其力学强度,随着PSF含量的增加,力学强度呈现下降的趋势,但在PSF含量低于40%(质量分数)时仍能保持较高强度。     

非线性黏弹复合材料有效性质

提出了一个细观力学模型 , 用于预测非线性黏弹聚合物基复合材料的有效性质。该方法利用广义割线模量方法对单积分型热力学本构进行线性化 , 并运用 Laplace变换技术将黏性问题转化为弹性问题。利用热力学本构拟合高密度聚乙烯的实验数据 , 得到基体的材料参数。 利用该模型计算了玻璃微珠填充高密度聚乙烯复合材料(GB/HDPE)在恒应变率下的应力应变关系 , 计算结果与文献实验结果吻合较好。数值计算结果表明 GB/HDPE复合材料表现出明显的非线性力学行为。 该细观力学模型可以很好地预测复合材料非线性黏弹性性质。      

多壁碳纳米管/聚醚砜环氧树脂复合材料的制备及力学性能

环氧树脂具有优异的热性能及力学性能,但本身脆性较大。为制备低成本、高性能的环氧树脂体系,使用聚醚砜（PES）和多壁碳纳米管（MWCNT）对环氧树脂进行增韧,制备了不同PES含量的PES-环氧树脂共混物,讨论了PES含量对环氧树脂力学性能的影响;采用熔融法,并配合使用机械搅拌、高剪切分散和超声分散制备了MWCNT/PES-环氧树脂复合材料,测试了其拉伸性能及断裂韧性,用SEM观察了MWCNT在树脂中的分散状态以及拉伸试样的断口形貌。结果表明：MWCNT的加入能够提高PES-环氧树脂体系的综合力学性能,且当MWCNT含量为0.7wt%时,树脂体系的综合力学性能最好;低PES含量下,小于1.0wt%的MWCNT的加入使材料力学性能超过用20.0wt%PES改性的环氧树脂;PES与MWCNT对环氧树脂具有协同增韧作用。     

两种先驱体低温裂解制备石英纤维增强氮化硅复合材料

以全氢聚硅氮烷( PHPS) 和聚甲基硅氮烷( PHMS) 为陶瓷先驱体, 通过循环浸渍和600 ℃低温裂解分别制备了三维石英纤维增强氮化硅复合材料, 对比研究了复合材料的力学性能和微观结构。结果表明: 由PHPS 制备的复合材料密度为1. 83 g/ cm3 , 气孔率10 % , 弯曲强度45. 4 MPa , 材料断口平整, 纤维基体界面结合强; 而由PHMS 制备的复合材料密度仅为1. 66 g/ cm3 , 气孔率16 % , 却具有更高的弯曲强度56. 3 MPa , 材料断面较粗糙,界面结合较弱。先驱体活性不同是导致复合材料界面结合强弱及力学性能不同的主要原因。      

Rheologic and mechanical properties of multiwalled carbon nanotubes-reinforced poly(trimethylene terephthalate) composites

This paper investigates the rheologic and mechanical properties of melt-blended poly(trimethylene terephthalate) (PTT)/multiwalled carbon nanotube (MWCNT) composites and the effect of acid treatment of MWCNT on these properties. The microstructure of the composites was studied by SEM and TEM in terms of the dispersion state of the nanotubes and the polymer–nanotube interaction. Incorporation of MWCNTs into PTT matrix resulted in an increase in both complex viscosity and moduli than those of neat PTT. A dramatic increase in the melt viscosity of composites observed with loading of MWCNT in the range of 0.5 and 2 wt% showed the formation of interconnected network of MWCNT in the polymer matrix at a rheologic percolation threshold. Acid treatment of MWCNT showed significant effect on the rheologic properties of PTT and led to the enhancement of both complex viscosity and moduli due to strong interfacial interaction between acid-treated MWCNT and PTT matrix. The effect of acid treatment was also evident by mechanical properties of the PTT/MWCNT composites. The untreated MWCNT showed only increase in modulus of PTT matrix; whereas, after acid treatment, both tensile strength and modulus of PTT matrix enhanced significantly.     

沥青基炭纤维γ-射线改性对炭/ 炭复合材料力学性能的影响

为了提高沥青基炭纤维表面活性, 采用γ-射线辐照对沥青基炭纤维表面改性。用AFM、XPS 研究了γ-射线辐照改性后沥青基炭纤维表面结构的变化, 用浸润仪测定了改性前后沥青基炭纤维表面能的变化。研究了γ-射线辐照沥青基炭纤维对炭/ 炭复合材料力学性能的影响, 并用SEM 分析了炭/ 炭复合材料断口形貌。结果表明,γ-射线辐照使炭纤维表面含氧官能团和表面粗糙度增加, 提高了沥青基炭纤维的表面能; 降低了炭/ 炭复合材料孔隙率, 提高了炭/ 炭复合材料力学性能。