PMI泡沫夹芯复合材料湿热老化性能研究

通过对夹芯结构复合材料湿热老化性能的研究,探究环境对夹芯结构复合材料性能的影响。实验中采用了聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)、玻璃纤维增强环氧树脂(SW110C/608)复合材料面板制备了PMI泡沫夹芯结构复合材料,研究了PMI泡沫夹芯结构复合材料的耐湿热老化特性,并讨论了湿热对PMI泡沫夹芯结构复合材料的压缩性能以及弯曲性能的影响。结果发现,PMI泡沫夹芯结构复合材料浸泡在水中时的饱和吸湿时间为30d,饱和吸水率为4.08%,通过Fick第二扩散定律发现水分子在PMI泡沫中的扩散系数为水分子在面板扩散系数的29.29倍,由于水分子的增塑作用以及浓度梯度扩散的影响,湿热处理后的PMI泡沫夹芯复合材料的平压强度下降了32.86%,侧压强度下降了16.73%,弯曲强度下降了23.94%。     

聚苯乙烯泡沫作为风电叶片夹芯材料的可行性研究

讨论了聚苯乙烯(PS)泡沫在风电叶片中的应用,通过对比研究聚氯乙烯(PVC)泡沫和PS泡沫本体以及泡沫玻璃钢夹芯结构的力学性能,通过有限元模拟夹芯结构悬臂梁在加载后发生的位移值来判断PS泡沫作为夹芯结构的芯材对整体刚度的影响,并通过实验测量和有限元模拟泡沫夹芯结构。结果显示,PS泡沫本体力学性能较PVC低;PS泡沫作为夹芯结构的芯材可以使用在叶片的剪切腹板中,在替代PVC泡沫使用在壳体蒙皮的夹芯层中,若要保证蒙皮的刚度不变则需要增加PS泡沫的厚度。     

VARI成型不同处理方法泡沫夹芯复合材料工艺及性能研究

采取泡沫芯刻槽和泡沫芯导孔两种处理方法预制备泡沫芯材,采用VARI工艺成型泡沫夹芯复合材料,对复合材料进行无损检测,并对其成型效率、质量和力学性能进行研究。结果表明:刻槽和导孔处理可以有效地提高泡沫夹芯复合材料的成型效率,且其表面质量良好;三种泡沫夹芯复合材料泡沫与复合材料面板间均结合紧密,不存在贫胶、分层等缺陷;经刻槽处理后,泡沫夹芯复合材料的剥离强度有所下降,而弯曲强度和侧压强度略有上升;经导孔处理后,泡沫夹芯复合材料的剥离强度、弯曲强度和侧压强度均小幅下降。总的来看,不同处理工艺对VARI泡沫夹芯结构力学性能影响不大。     

泡沫材料对风电叶片夹层结构结合性能的影响

讨论了目前用在风力发电叶片中的交联聚氯乙烯(PVC)、苯乙烯-丙烯腈(SAN)、聚苯乙烯(PS)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)4种泡沫芯材。通过扫描电子显微镜(SEM)对泡沫芯材的微观形貌进行观察,并通过泡沫对树脂吸收量分析了每种泡沫的孔径和孔容积以及泡沫与树脂的粘接面积。研究了每种泡沫的机械性能,通过泡沫对玻璃钢的抗剥离性能测试直观考察每种泡沫与玻璃钢的结合性能。结果显示具有小泡孔和高机械性能的泡沫在与玻璃钢结合时表现出更好的抗剥离性能。     

薄竹面竹纤维增强酚醛泡沫夹芯复合板制备研究

利用竹纤维、薄竹单板等短生长周期的可再生生物质资源制备了薄竹面竹纤维增强酚醛泡沫夹芯复合板材。研究环氧AB胶、白胶、万能胶和塑料胶4种市场上常见粘合剂对复合板材的胶合强度和耐高温性能的影响,确定最佳粘合剂为环氧AB胶。对无纺布、玻璃纤维布、不锈钢丝网、天然麻纤维网格布、抗裂的确良等5种不同网格材料增强薄竹面竹纤维增强酚醛泡沫夹芯复合板材的力学性能和尺寸稳定性进行了对比研究。结果表明,天然麻纤维网格布是最佳增强材料,与未用网格材料增强的薄竹面竹纤维增强酚醛泡沫夹芯复合板材相比,其压缩强度提高5.55%,纵向弯曲强度提高26.28%,横向弯曲强度提高28.33%,冲击强度提高68.47%。且天然麻纤维网格布增强薄竹面竹纤维增强酚醛泡沫夹芯复合板材性能基本达到JC/T 1051–2007"铝箔面硬质酚醛泡沫夹芯板"行业标准要求。     

PMI泡沫芯材填充GFRP帽型筋梁弯曲性能研究

通过三点弯曲试验得到聚甲基丙烯(酰)亚胺(PMI)泡沫芯材填充玻纤增强塑料(GFRP)帽型筋梁的弯曲性能数据,发现该结构有较好的延性,破坏形式较为安全.采用有限元方法对试验进行了数值模拟,得到了与试验相符的模拟结果,证明了数值模拟的可行性.在此基础上研究了泡沫芯材倾角、宽度、厚度的变化对结构刚度的影响并进行了数值计算,进一步考虑工艺等因素得出用于电动汽车车身覆盖件的PMI泡沫芯材填充GFRP帽型筋梁的优化设计参数.     

交联剂对低密度高回弹聚氨酯泡沫性能的影响

采用不同交联剂制成了低密度聚氨酯高回弹泡沫,其芯密度为32 kg/m。分别考察了交联剂对泡沫成型工艺、拉伸强度、撕裂强度、回弹率和动态耐疲劳性能的影响。结果表明,采用聚醚质量分数1.5%的自制交联剂K制成的泡沫,工艺性与三乙醇胺制成的泡沫的相近,泡沫的伸长率和撕裂强度分别可达102.4%和249 N/m泡沫的动态耐疲劳性能较好,压陷硬度损失率为11.3%。     

横隔板增强型泡沫夹芯复合材料梁抗剪性能试验研究

复合材料泡沫夹芯结构易发生芯材剪切破坏,需对泡沫芯材进行增强。本文对比分析了不同增强泡沫夹芯结构的增强原理、芯材对界面性能和抗剪能力的贡献以及各自的局限;采用真空导入工艺制作了横隔板增强泡沫夹芯梁,并对其进行了剪跨比为3的三点弯试验,研究了横隔板及其间距对泡沫夹芯结构抗剪性能的影响。试验结果表明,横隔板的存在能有效提高构件的延性,且横隔板间距越小,延性越好,改善了泡沫夹芯结构脆性破坏的特性;但横隔板增强对夹芯梁强度和刚度的影响不大,该结果与垂直缝纫增强泡沫夹芯结构的试验结果类似。横隔板增强泡沫夹芯结构具有良好的设计性,其制作过程比较简单,可改变横隔板角度或采用双向隔板增强,从而在保持延性的优势下,提高其强度和刚度。     

PES泡沫芯材的压缩性能研究

测试了非连续法和连续法两种工艺制备的聚醚砜(PES)泡沫在三个主方向上的压缩性能.结果表明,泡沫孔穴的取向对PES泡沫芯材压缩性能的影响不容忽视.     

产品开发

结构泡沫芯材需加快发展 结构泡沫芯材主要包括聚氯乙烯、聚酯、聚氨醋、SAN等聚合物泡沫，其中聚氯乙烯泡沫和聚酯泡沫用量最大。结构泡沫作为玻璃钢复合材料的一种夹芯材料，因其质轻材硬而广泛应用于风电、船舶、航空、交通运输、运动器材等领域。近年来我国由于风电等下游产业的迅速发展，我国结构泡末芯材的需求逐年快速增长。2005年我国结构泡沫芯材需求量为547t，     

水对硬质聚氨酯泡沫塑料性能的影响研究

采用一步法合成了硬质聚氯酯泡沫塑料(PUF-R),考察了水的用量对PUF-R的表观芯密度、导热系数、拉伸强度、弯曲强度、压缩强度等性能影响,并利用扫描电子显微镜观察了泡孔形态.结果表明,随着水用量的增加,RPUF的密度、导热系数、拉伸强度、弯曲强度、压缩强度逐渐降低,储能模量随之下降,而泡孔直径则逐渐增大.     

氧化锆泡沫陶瓷过滤板的制备与性能研究

以氧化锆(ZrO2)粉为主要原料,氧化铝(Al2O3)粉和氧化钇(Y2O3)粉为烧结助剂,采用有机泡沫浸渍工艺制备出高性能氧化锆泡沫陶瓷过滤板。研究了烧成温度和保温时间对样品容重、抗热震性和抗压强度的影响。采用万能试验机、综合热分析仪、X射线衍射仪、扫描电镜等对样品性能进行了表征。实验结果表明,当烧成温度为1580℃,保温时间为120 min时,制备的氧化锆泡沫陶瓷过滤板性能最佳,其容重为0.452 g/cm3,抗热震性为12次,抗压强度为1.56 MPa。     

热处理制度对微晶泡沫玻璃性能的影响

以粉煤灰为主要原料,用CaCO3作为发泡剂,Na3PO4·12H2O作为稳泡剂,制备出了性能优良微晶泡沫玻璃。研究了发泡温度、发泡时间等因素对微晶泡沫玻璃性能的影响。结果表明,随着发泡温度的升高和保温时间的增加,体积密度均先减小后增大,最佳发泡温度1025℃,发泡时间30min。析出的晶体有钙长石CaAl2Si2O8、普通辉石Ca(Mg,Fe,Al)(Si,Al)2O6;密度为1.02g.cm-3;热膨胀系数为7.51×10-6/℃;抗压强度为19.2MPa;抗弯强度为16.3MPa。     

Mechanical Properties of Silicone Rubber Enhanced Microcellular EPDM Foams Based on Supercritical CO2 Foaming Technology

Microcellular ethylene-propylene-diene monomer (EPDM) foams derived from miniaturizing the cellular structure can improve mechanical properties of traditional EPDM foams. It is a current challenge that microcellular EPDM foams prepared by supercritical CO₂ foaming technology cannot undergo the post-crosslinking process due to the disappearance of cellular structure, which strongly restricts the development of the mechanical properties of EPDM foams. Hence, a scalable and blending route by selecting the silicone rubber (SR) with different crosslinking temperature compared to EPDM is developed to improve mechanical properties of EPDM foams. During the pre-crosslinking process of EPDM, SR forms a complete crosslinking network, which can make up for the strength of EPDM without the post-crosslinking. Meanwhile, the silica can reduce the domain size of SR and enhance the compatibility between EPDM and SR. As expected, the addition of SR improves the storage modulus, viscosity and matrix strength of EPDM, which shows enhanced mechanical properties of EPDM foams. When the foam density is basically the same, the tensile strength and compressive strength of SR/EPDM foam are increased by 461% and 283% respectively compared with that of EPDM foam. Finally, the maximum tensile strength and compressive strength (40% strain) of SR/EPDM foam achieves 3.58 MPa and 0.59 MPa, respectively.     

聚氨酯注浆堵水加固材料的制备

采用正交实验法,研究了聚醚多元醇配比、异氰酸酯指数和催化剂用量等对聚氨酯注浆材料冲击、压缩、拉伸性能的影响。结果表明,三种混合聚醚多元醇的配比为5∶2∶4,异氰酸酯指数为1.15,催化剂的用量为0.1%时制得的聚氨酯注浆材料性能最好,其冲击强度为4.4 kJ/m2,压缩强度为4.6 MPa,拉伸强度为2.810 MPa。此时硬质聚氨酯泡体为闭孔结构,其冲击断口形貌呈脆性断裂特征。     

家具用聚氨酯硬质结构泡沫

研究了家具用聚氨酯硬质结构泡沫的配方。讨论了影响泡沫制品性能的因素。制得的结构泡沫性能为：密度４００－６００ｋｇ／ｍ＾３，压缩强度≥５ＭＰａ，弯曲强度≥２０ＭＰａ，表皮邵尔Ｄ型硬度≥５０。     

铝/磷/氮三元体系阻燃PU硬泡的制备与性能研究

以氢氧化铝、三聚氰胺和聚磷酸铵为阻燃剂制备了阻燃聚氨酯硬质泡沫,研究了添加氢氧化铝前后阻燃剂用量对聚氨酯(PU)硬泡的阻燃性能和力学性能的影响。结果表明,铝/磷/氮复配阻燃体系的阻燃效果优于磷/氮阻燃体系,阻燃剂总添加量达30份时,PU硬泡同时具备较好的阻燃性能和力学性能,氧指数为32,烟密度为74,平均燃烧时间为31 s,其压缩强度和拉伸强度分别为6.52 MPa和6.16 MPa。     

利用煤矸石制备微晶泡沫玻璃的研究

研究了以废玻璃和煤矸石为主要原料,采用烧结法制备新型微晶泡沫玻璃。该材料以透辉石CaMg(Si2O6)和硅灰石CaSiO3为主晶相,密度是0.93 g.cm-3,抗压强度为6.7 MPa。本研究为煤矸石的综合利用开辟了一个新的途径,具有明显的环境效益、经济效益和社会效益。     

微晶泡沫玻璃的制备及力学性能研究

以废旧阴极射线管为主要原料,SiC为发泡剂,采用烧结法制备了微晶泡沫玻璃。通过DTA,XRD,SEM等分析手段,研究了发泡剂用量,升温速率,降温速率,保温时间对试样力学性能的影响。结果表明,所制备的微晶泡沫玻璃的主晶相为Pb,次晶相为Pb3O4,Al6Si2O13,抗压强度为6.28MPa,抗折强度为2.1MPa。     

Foam sandwich composites with cyanate ester based syntactic foam as core and carbon‐cyanate ester as skin: Processing and properties

Foam sandwich composites were processed using cyanate ester‐based syntactic foam as core and carbon fabric‐cyanate ester composite as skin. They were processed by a one‐step compression‐molding technique. The mechanical performance of the sandwich composites was evaluated in terms of flatwise tensile strength (FTS), flatwise compressive strength, and edgewise compressive strength. The dependency of these properties on the core composition was investigated. FTS initially increased with the increase in resin content of the syntactic foam core. However, higher resin content in the core led to a diminution in FTS due to high void content. The flatwise compressive strength and edgewise compressive strength and the corresponding moduli values showed an increasing trend with increase in resin content of the core despite the presence of voids at high resin content. The failure modes of the composites under different loading conditions have been examined. © 2008 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2008