玻璃纤维/嵌段共聚聚酰亚胺复合材料力学性能的研究

采用热塑性聚酰亚胺膜熔渗法,制备了单向玻璃纤维/嵌段共聚聚酰亚胺膜层压复合材料,考察了嵌段共聚聚酰亚胺的理论分子量、嵌段比(由BPDA段含量表示)对复合材料力学性能的影响。结果表明,分子量和嵌段比能显著影响嵌段共聚聚酰亚胺的分子链柔性,复合材料的弯曲强度、弯曲模量、层间剪切强度和冲击强度均随理论分子量的增大或刚性段含量的增加呈现出先增加后降低的趋势,最大弯曲强度、最大弯曲模量、最大层间剪切强度和最大冲击强度分别达到1224.52MPa、31.82GPa、70.56MPa和447.55kJ/m2。     

偶联剂对玻璃纤维增强环氧复合材料吸湿及力学性能的影响

采用有机硅偶联剂KH550和KH560对玻璃纤维表面预处理或与基体混合,研究了偶联剂对玻璃纤维增强环氧复合材料(GF/E-51)的吸湿及力学性能的影响.结果表明,偶联剂KH550和KH560预处理法使平均吸湿速率分别下降了31.8%和59.4%,但对饱和吸湿量基本没有影响,而与基体混合则使饱和吸湿量分别增加了36.4%和17.1%;通过有机硅偶联剂KH550和KH560处理能显著提高干燥GF/E-51试件的层间剪切强度,而通过与基体混合,添加5%的KH550或KH560,使剪切强度分别提高了38.5%或55.6%;而通过对玻璃纤维表面预处理,KH550和KH560使剪切强度分别提高了16.9%和14.9%.但是,对饱和吸湿的GF/E-51试件,仅KH550对玻璃纤维表面预处理的一种GF/E-51试样的剪切强度提高了10.3%.     

玻纤铺层方向对玻纤/EVE复合材料性能的影响

以0°,90°,0°/90°,0°/45°/-45°/90°分别作为玻璃纤维(GF)单向铺层方式,研究了不同的铺层方式对GF/EVE(环氧乙烯基酯树脂)复合材料力学性能的影响。结果表明,0°铺层方向的复合材料在单一方向的力学性能最好,0°/45°/-45°/90°铺层方向的复合材料可以看作各向同性材料,应用范围更加广泛。     

嵌段共聚物偶联剂对玻璃纤维增强不饱和聚酯的界面改性作用

采用原子转移自由基聚合(ATRP)方法合成的聚苯乙烯-b-聚丙烯酸丁酯-b-聚γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(PS-b-PnBA-b-PMPS)嵌段共聚物偶联剂处理玻璃纤维,研究了共聚物偶联剂对玻璃纤维增强不饱和聚酯力学性能的影响.结果表明:嵌段共聚物偶联剂能有效改善复合材料的强度、模量及韧性,适当增大共聚物中聚苯乙烯嵌段的链长,有利于复合材料的弯曲强度和弯曲模量的提高;复合材料的冲击强度则随着PnBA嵌段链长的增长而提高,但过长的PnBA链长会导致弯曲强度及模量的下降.当PnBA聚合度为50时,可获得强度、模量及韧性均较高的复合材料.     

UP/PU嵌段共聚树脂/玻璃纤维界面粘结性的研究

合成了一种异氰酸酯嵌段共聚改性不饱和聚酯树脂(UP/PU),并以玻纤增强制备了复合材料(GFRP)。通过接触角、拉伸性能、弯曲性能测定和扫描电镜观察研究了UP/PU GFRP界面的粘结性能。结果表明:UP/PU树脂与玻璃表面的接触角为20°,对玻璃表面的润湿性较通用邻苯型UP好;GFRP拉伸强度1 050 MPa,弯曲强度1 220 MPa,较通用邻苯型UP的GFRP分别提高了145%和78%,说明UP/PU与玻纤的界面粘结性能较好。     

嵌段共聚物偶联剂对玄武岩纤维增强聚丙烯复合材料的改性研究

玄武岩纤维(BF)增强聚丙烯(PP)复合材料体系中,引入了聚苯乙烯(PS)与聚丙烯酸羟乙酯(PHEA)的嵌段共聚物大分子偶联剂(PS-b-PHEA),以改善复合材料的界面性能。结果表明:通过嵌段共聚物PS-b-PHEA对复合材料改性,一方面能够使玄武岩纤维与PP基体具有良好的界面黏结,另一方面能够在界面处形成柔性层,松弛界面热应力,迅速分散外加载荷,吸收外力的能量,实现复合材料的增强增韧。     

玻纤对湿热环境下的环氧复合材料拉伸性能的影响

为了研究湿热环境下玻璃纤维对环氧复合材料拉伸性能的影响,建立试验模型,以不同浸润剂配方生产的相同单丝直径及TEX值的玻璃纤维进行浸胶制样,样条在95℃下1%浓度的NaCl溶液中浸泡24 h、72 h后,样条拉伸强度变化,从而得出玻璃纤维对在湿热环境下环氧复合材料拉伸性能的影响,即选用合适的偶联剂生产的玻璃纤维,对复合材料湿态拉伸强度有明显的提升。     

嵌段共聚聚丙烯/无规共聚聚丙烯共混材料的制备及性能

通过熔融共混的方式制备嵌段共聚聚丙烯(PPB)和无规共聚聚丙烯(PPR)共混材料。研究PPB和PPR相对含量对共混材料的加工性能、结晶性能、动态热力学性能、力学性能的影响。结果表明:随着PPB含量的增加,共混材料的熔体流动速率升高,加工流动性得到提高。共混材料只有一个玻璃化转变温度,且结晶温度和熔融温度与PPB含量呈线性关系,说明PPB与PPR具有较好的相容性。随着PPB含量的增加,共混材料的低温损耗峰强度增加,球晶尺寸变小,常温和低温冲击强度增加。PPB含量为50份时,在-40℃附近出现明显的低温损耗峰,常温和低温冲击强度较纯PPR分别提升98.5%和48.2%。PPB含量为10份时,共混材料的弯曲强度和弯曲模量较纯PPR分别降低18.9%和18.8%;PPB含量超过50份时,共混材料的弯曲强度和弯曲模量高于纯PPR。     

PP/EPDM/滑石粉复合材料的抗冲击性能以及添加PE-双嵌段共聚物的效果

研究了添加低密度聚乙烯嵌段-聚丙烯酸酯共聚物（PE-双嵌段）对含有乙烯-丙烯-二烯烃三元共聚物（EPDM）和滑石粉的聚丙烯（PP）三元复合材料冲击强度的影响。滑石粉表面用γ-环氧丙氧基三甲基硅烷（GPMS）进行处理,以增强滑石粉表面与所添加共聚物羧基官能团之间的相互作用。复合材料用双螺杆挤出机制备,当PE-双嵌段的含量达到3wt％时,PP／EPDM（5wt％）／滑石（30wt％）粉复合材料的;中击强度显著增加,大约可提高40％。     

碳纳米纤维对单向玻纤/环氧复合材料的影响

采用真空辅助RTM成型方法制备了0.5%碳纳米纤维(CNF)玻纤/环氧(GF/EP)复合材料,并对其一维饱和渗透率、不同温度下的力学性能、耐固体粒子冲蚀磨损性能进行了测试和研究分析。实验结果表明,加入0.5%CNF之后,平行于纤维方向的饱和渗透率降低了2~6倍,垂直于纤维方向的饱和渗透率降低了2~5倍;在孔隙率小于0.44时,两个方向的饱和渗透率差别不大,均接近于零;0.5%CNF的加入对纯EP及垂直于纤维方向复合材料的机械性能和耐固体粒子冲蚀磨损性能影响较小,在平行于纤维方向上复合材料的力学性能和耐固体粒子冲蚀磨损性能均有提高;在不同温度下,0.5%CNF的加入使垂直纤维方向上复合材料拉伸强度的稳定性得到提高。     

固化温度和后处理温度对EP/碳布复合材料弯曲性能的影响

采用热压罐成型法制备了EP/碳布复合材料,研究了固化温度和后处理温度对复合材料弯曲性能的影响.结果表明,180℃固化的复合材料的弯曲强度和弯曲弹性模量高于120、150℃固化的复合材料;以180℃作为最高固化温度时,与不进行后处理相比,在180℃处理1 h后复合材料的弯曲强度得到大幅度的提高;较优的固化工艺参数为固化温...     

环氧树脂/玻璃纤维复合材料性能研究与应用

研究了环氧树脂(EP)/玻璃纤维(GF)复合材料的力学性能。结果表明,EP/GF复合材料的常规性能和耐热性较好,夹层结构的滚筒剥离强度高,树脂具有韧性,扫描电镜分析发现复合材料界面粘接情况良好。该预浸料已用于直升机次承力结构。     

水解/接枝处理对F-12纤维/环氧复合材料力学性能的影响

采用氢氧化钾稀溶液对F-12纤维进行表面处理,将—COOK离子对引入到F-12纤维表面,进而引发不同接枝单体的接枝,并分析了不同接枝单体和接枝时间等对F-12纤维拉伸强度及其环氧复合材料层间剪切强度的影响。研究表明,在温和条件下将—COOK离子对引入到F-12纤维表面,引发环氧氯丙烷接枝,可以提高F-12纤维/环氧复合材料的层间剪切强度。     

环氧树脂,酚醛树脂及其复合材料的动态力学表征

用动态力学方法对酚醛树脂和环氧树脂的固化行为进行了表征，讨论了纤维取向对碳纤维增强环氧树脂粘弹行为的影响。     

玻纤增强环氧树脂复合材料的酸雨循环老化性能与机理

针对潮湿和酸雨多发地域的航空器复合材料老化问题,模拟酸雨和湿热(普通热水)环境,研究了单向玻纤增强环氧树脂复合材料(UGFREC)在酸雨和湿热环境下的吸湿-干燥循环老化行为;分析了不同循环次数下的UGFREC的吸水动力学;采用力学测试装置、热力学分析装置和扫描电镜,分别表征酸雨和湿热循环老化前后UGFREC的弯曲性能、层间剪切性能、冲击强度、动态粘弹性、玻璃化转变温度和冲击破坏形貌;初步给出反映酸雨和湿热循环过程中基体树脂与纤维间的界面应力变化模型。     

芳纶、碳纤维混杂工艺对环氧复合材料拉伸性能的影响

研究了铺层参数及纤维表面处理对芳纶纤维、碳纤维混杂增强环氧复合材料(简称混杂复合材料)纵向拉伸性能的影响。结果表明，该混杂复合材料的纵向拉伸强度均低于混合定律的预测值，表现出明显的混杂负效应。铺层顺序对材料纵向拉伸强度及断裂伸长率有显著影响，界面数越多，纵向拉伸强度和断裂伸长率越大；界面粘接性能的改善可提高混杂复合材料的拉伸强度和断裂伸长率，但对它的弹性模量没有显著影响。     

碳纳米管/环氧树脂复合材料力学性能影响因素的研究

本文研究了碳纳米管在环氧树脂中的分散方式及碳纳米管长度对环氧树脂复合材料力学性能的影响,并对单壁与多壁碳纳米管分别制备的环氧树脂复合材料的力学性能进行了分析探讨。本实验条件如下:搅拌时间为8h时复合材料的冲击强度、拉伸强度和弯曲强度分别可比1h时增加41%、22%和38%;超声波处理时间为4h时复合材料的冲击强度、拉伸强度和弯曲强度分别可比处理1h时增加143%、30%和45%,但超声波处理时间不宜过长,否则会破坏碳纳米管表面,导致性能下降。短碳纳米管在环氧树脂中的分散性较好,对环氧树脂复合材料的增强效果较好。长碳纳米管对提高复合材料的韧性有利。与长度为50μm时相比,碳纳米管长度为2μm时制备的环氧树脂复合材料的拉伸强度和弯曲强度高49.2%和45.3%,但断裂伸长率低33%。与单壁碳纳米管相比,多壁碳纳米管与环氧树脂的界面结合力更好,更适于做环氧树脂增韧材料。相同实验条件下多壁碳纳米管/环氧树脂复合材料的冲击强度、断裂伸长率和拉伸强度较单壁碳纳米管/环氧树脂复合材料可分别提高31%、24%和28%。     

改性剂对废弃玻璃钢/聚丙烯复合材料性能的影响

实验采用熔融共混-模压法制备了废弃玻璃钢(WGFRP)/聚丙烯(PP)复合材料。研究了硅烷偶联剂KH550表面改性WGFRP、改性聚丙烯(MAPP)添加量以及乙烯-辛烯共聚物(POE)的使用对WGFRP/PP复合材料性能的影响。实验结果表明,KH-550表面改性WGFRP能使复合材料性能小幅度提高,MAPP可使复合材料的拉伸和弯曲强度分别提高28.63%、20.13%,添加POE后,复合材料的断裂伸长率和冲击强度增幅分别达到152.36%、45.43%。扫描电镜图片显示,多种改性剂的加入有效改善了WGFRP和PP的界面粘合程度,宏观表现为复合材料性能提高。     

端异氰酸酯聚醚的合成及对环氧树脂的改性作用

合成端异氰酸酯聚醚 (ITPE) ,使其在不同条件下与环氧树脂 (ER)进行反应 ,得到分子链中含氨基甲酸酯和口恶唑烷酮结构的环氧树脂预反应物 ,考察了聚醚种类、相对分子质量和用量及固化条件对改性环氧胶胶接件拉伸剪切强度和浇铸件断裂韧性的影响 ,并以扫描电镜观察断面形貌     

多壁碳纳米管/玻璃纤维/环氧树脂界面粘结特性研究

本文对一种多壁碳纳米管进行表面酸化和胺化改性处理,通过超声波分散制备碳纳米管/玻璃纤维/环氧树脂单丝复合试样,采用单丝断裂法研究碳纳米管对玻璃纤维/环氧树脂界面粘结特性的影响。实验结果表明,加入碳纳米管后环氧树脂弯曲性能提高,单丝复合体系的拉伸应力-应变曲线在屈服点之后产生波动。通过比较纤维断点数-应变曲线、偏光下纤维断点形貌以及断口形貌SEM图像发现,对于玻璃纤维体系,加入硅烷偶联剂KH560后,碳纳米管可明显提高玻璃纤维/环氧界面粘结强度,并以胺化碳管改性体系影响最为显著。