连续玻璃纤维增强PLA复合材料3D打印技术研究

以聚乳酸(PLA)为基体,连续玻璃纤维为增强体,采用熔融浸渍工艺制备连续玻璃纤维预浸丝,将制得的预浸丝作为3D打印耗材用于熔融沉积(FDM)的3D技术来制备连续玻璃纤维增强PLA复合材料试样,并研究了打印温度、层厚和打印速度对复合材料力学性能的影响。结果表明,当打印层厚为0. 5 mm,打印温度为230℃,打印速度为2 mm/s时,连续玻璃纤维增强PLA复合材料的弯曲性能最佳,弯曲强度和弯曲模量分别为327. 84 MPa和20. 293 GPa。综合考虑复合材料的力学性能、表面质量和尺寸稳定性,连续玻璃纤维增强PLA复合材料的最佳打印层厚为0. 5 mm,适宜的打印温度范围为200~220℃,打印速度范围为2~4 mm/s。     

聚氨酯预聚体接枝环氧树脂的制备及固化性能研究

采用分步法合成了聚氨酯(PU)预聚体/环氧树脂(E-51)接枝共聚物(g-PU/EP),以自制二聚酸聚酰胺为固化剂,对固化体系的固化性能进行了研究。结果说明:当PU预聚体/E-51质量比为20∶100时,固化体系的剪切强度(铝-铝)最大为14.1 MPa;SEM分析结果表明,接枝后固化物呈典型韧性断裂;TG分析表明,接枝改性对固化物耐热性的影响较小。     

滑石粉改性PBAT/PLA复合材料的制备及性能研究

以熔融共混法制备了聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯/聚乳酸/滑石粉(PBAT/PLA/Talc)复合材料,研究了Talc含量对复合材料力学性能、微观结构、热力学性能及流变性能的影响。结果表明:随着Talc含量的增加,PBAT/PLA/Talc的拉伸强度先下降后上升,标称应变由22.91%升至241.54%,再降至35.11%;弯曲模量从1.57 GPa逐渐提升至2.61 GPa。随着Talc含量的增大,PBAT/PLA/Talc复合材料的结晶温度升高,熔融温度有所降低。体系的黏度随Talc含量的增加呈现先下降后上升的趋势,Talc含量为5份时,PBAT/PLA/Talc复合材料的黏度最低。因此,Talc可改善PBAT、PLA的界面相容性,对复合材料熔体流动具有较大影响。     

聚氨酯预聚体接枝环氧树脂的制备及固化性能研究

采用分步法合成了聚氨酯(PU)预聚体/环氧树脂(E-51)接枝共聚物(g-PU/EP),以自制二聚酸聚酰胺为固化剂,对固化体系的固化性能进行了研究。结果说明:当PU预聚体/E-51质量比为20∶100时,固化体系的剪切强度(铝-铝)最大为14.1 MPa;SEM分析结果表明,接枝后固化物呈典型韧性断裂;TG分析表明,接枝改性对固化物耐热性的影响较小。     

CF／GF混杂增强聚甲基丙烯酸甲酯复合材料的拉伸性能

ＣＦ／ＧＦ混杂增强聚甲基丙烯酸甲酯复合材料采用单丝铺层工艺压制成型。复合材料中聚甲基丙烯酸甲酯（ＰＭＭＡ）基体体积含量为５０％时，理论计算和力学实验结果表明其拉伸强度和拉伸模量符合“混合律”，ＣＦ与ＧＦ体积含量各为５０％时，其拉伸强度出现最低值。     

GF增强PPS复合材料的制备及性能

采用熔融共混工艺和熔融浸渍分别制备了短玻璃纤维增强聚苯硫醚复合材料（PPS/SGF）和长玻璃纤维增强聚苯硫醚（PPS/LGF）复合材料,并对复合材料的力学性能和耐热性能进行了对比分析。研究结果表明,在玻璃纤维质量分数为30%时,PPS/SGF和PPS/LGF复合材料的拉伸强度分别为110 MPa和122 MPa;弯曲强度分别为175 MPa和208 MPa;弯曲弹性模量分别为8 GPa和9 GPa;缺口冲击强度和无缺口冲击强度分别为7.7,11.9 kJ/m²和31,37 kJ/m²。PPS/LGF复合材料的拉伸强度、弯曲强度、弯曲弹性模量、缺口冲击强度和无缺口冲击强度相较于PPS/SGF复合材料分别提高了11.0%,18.9%,11.3%,54.5%和19.4%。PPS/SGF和PPS/LGF复合材料的热变形温度分别达到250℃和275℃,PPS/LGF复合材料的热变形温度高于PPS/SGF复合材料热变形温度10%。     

封闭型聚氨酯的制备及性能

讨论了三种封闭剂不同加量、温度和时间对聚氨酯预聚体封闭反应的影响。对封闭前后和加热解封后的红外图谱作了比较。测定了封闭与不封闭聚氨酯固化后的性能。     

玻璃纤维增强聚醚醚酮复合材料界面性能的研究

本文通过对复合材料力学性能的测试以及SEM扫描电镜等方法 ,研究了采用高温上胶剂处理前后的玻璃纤维对复合材料的影响。实验结果表明 :玻纤经高温上胶剂处理后 ,复合材料的力学性能得到明显提高 ,界面粘结性能得到改善。     

溶液法制备PLA/改性长石复合材料及其性能表征

以KH570为改性剂对哈密长石进行湿法表面改性。以改性长石作为填料,通过溶液法制备了PLA/改性长石复合材料,对其性能及微观结构进行了测试和表征。界面接触角测试表明,经改性后界面接触角明显增大,表面有机憎水,具有亲油性,与FT-IR分析结果相吻合;力学性能测试表明,5%改性长石的加入有助于改善PLA复合材料的拉伸强度;TGA分析表明PLA/改性长石复合材料的热分解温度比PLA基体提高了4.47℃,表明其热稳定性得以提高;DSC分析表明,改性长石可以消除PLA复合材料的冷结晶,有助于提高PLA复合材料的结晶度,与XRD分析相吻合。测试结果表明,改性长石在PLA基质中起到了异相成核的作用,促进了PLA基质的结晶。     

聚氨酯改性环氧树脂的合成及其复合材料性能研究

以2,4-甲苯二异氰酸酯、聚乙二醇为主要原料合成端异氰酸酯基聚氨酯预聚体,与环氧树脂混合,用D-230进行固化,得到PU/EP复合材料。研究了聚氨酯不同含量对环氧树脂力学性能的影响,并用FTIR进行了表征,通过DMA研究了PU/EP复合材料的阻尼性能。结果表明,加入聚氨酯明显改善了EP的性能。     

PET/GF复合材料的制备及性能研究

制备了结晶速率快、力学性能优异的玻纤增强聚对苯二甲酸乙二酯（PET／GF）．研究了基体树脂、结晶成核剂、复合结晶促进刑对PET／GF结晶性能和力学性能的影响,结果表明,结晶成核剂和复合结晶促进剂的加入明显降低了PET／GF的玻璃化转变温度,扩大了结晶温度范围,提高了;中击强度。PET／GF的各项性能达到或超过了国内外同类产品的水平.     

酚醛树脂/玻璃纤维复合材料界面接枝ABS研究

采用溶液接枝聚合方法,在偶联剂处理后的玻璃纤维(GF)表面接枝(丙烯腈/丁二烯/苯乙烯)共聚物(ABS)而形成一层有极性的柔性"可变形层",以提高酚醛树脂/GF复合材料的界面粘结性能.采用傅立叶变换红外光谱仪、能量色散光谱仪和扫描电子显微镜研究了接枝前后GF表面官能团、元素含量和表面微观形貌变化.研究了ABS接枝率对酚醛树脂/GF复合材料力学性能的影响.结果表明,ABS成功地接枝到GF表面;酚醛树脂/GF复合材料的力学性能随着ABS接枝率的提高先升高后降低:当ABS的接枝率为2.8%、3.0%、4.3%、4.7%时,酚醛树脂/GF的层间剪切强度、拉伸强度、弯曲强度、冲击强度分别达到最高,为70 MPa、620 MPa、450 MPa、226 kJ/m2.     

ABS/GF疲劳裂纹扩展的研究

通过对(丙烯腈/丁二烯/苯乙烯)共聚物(ABS)/玻璃纤维(GF)复合材料疲劳裂纹扩展速度研究,得到ABS/GF复合材料在不同应力和振动频率下疲劳性能随GF填充量变化的趋势.结果表明,高频(0.85 Hz)低应力(0.8 kN)条件下,GF对裂纹的扩展具有阻滞作用,其中GF质量分数为20%时ABS/GF复合材料疲劳性能最好;低频(0.25 Hz)高应力(1.6 kN)条件下,试样疲劳性能最差,疲劳周次均在2000次以下,加入GF有利于裂纹的扩展.     

碳纳米材料接枝碳纤维的复合材料界面增效研究进展

界面作为复合材料的重要组成部分,起着传递载荷的作用,影响复合材料的整体性能。碳纤维表面属于石墨乱层结构,微晶有序取向,惰性大,不易与树脂基体结合。对碳纤维进行适当的表面改性,增加纤维的比表面积、粗糙度和引入活性官能团,都能改善表面润湿情况,实现机械结合和化学结合,提高复合材料的界面性能。碳纳米材料接枝到碳纤维表面,是提高界面性能的有效方法之一。因此,对碳纳米管、氧化石墨烯接枝碳纤维的制备方法、界面增效设计以及界面增强机制的国内外研究现状进行综述和分析,在此基础上,展望了碳纳米材料接枝碳纤维表面和界面性能评价方法的研究趋势和前景。     

GF／PVC复合体系力学性能与微观结构研究

本文主要研究了玻纤的不同表面处理剂、玻纤增强聚氯乙烯共混物组成及共混条件对共混物的力学性能及微观形态结构的影响。研究表明，采用不同的表面处理剂，在玻纤与树脂之间将产生不同的界面结合，而界面结合的好坏直接影响共混物的性能。本文还对玻纤增韧，增强聚氯乙烯的机理进行初步探索。     

纤维缠绕复合材料方管设计研究

作为典型非轴对称回转体构件,复合材料方管在缠绕过程中要求满足稳定缠绕和均匀布满两个工艺条件。基于解析几何,分析方管缠绕丝嘴与芯模的空间关系,推导丝嘴运动轨迹方程,提出基于不滑线理论的方管小角度测地线缠绕设计方法;建立方管测地线周期缠绕理论,分析从不同起始点缠绕的实际误差;设计方管缠绕线型,并应用于实际缠绕,得到其小角度缠绕的一般绕线方程。结果表明,本文提出的方管小角度测地线缠绕理论正确,线型设计方法可靠,得到的丝嘴运动方程合理、精确,能很好地满足复合材料方管缠绕的基本原理和工艺要求。     

复合材料球形气瓶非测地线缠绕线型设计和强度分析

碳纤维复合材料球形气瓶因其较高的比强度、比刚度和抗疲劳性,被广泛应用于航空航天及民用工业领域。基于微分几何理论,推导出满足球形气瓶缠绕基本原理的落纱点轨迹方程,给出缠绕线型轨迹和缠绕角应该满足的稳定缠绕条件,并对缠绕轨迹进行仿真。考虑球壳的变曲率特点,针对球形气瓶缠绕层进行变厚度、变角度的精细化有限元建模,对工作压力下的气瓶内衬和缠绕层各向应力分布进行数值模拟和分析,并预测了气瓶的爆破压强。结果表明,优化设计得到的缠绕线型参数既能满足缠绕工艺的基本要求,又有效提高了球形气瓶的结构力学性能。研究成果对复合材料球形压力容器的设计制造具有重要的意义。     

高性能UP/GF复合材料井盖的开发与应用

采用玻璃纤维(GF)和不饱和聚酯树脂(UP)为原料,研制了高性能复合材料井盖。介绍了该复合材料井盖的材料性能、结构设计及生产工艺。通过与铸铁、水泥、再生橡胶等不同材质井盖的性能对比,表明复合材料井盖具有承载能力高、抗震性能好、尺寸稳定、耐腐蚀、耐老化、使用寿命长、性价比高等诸多优点,并且生产工艺简单,可完全替代铸铁井盖,具有较高的推广应用价值。     

PA6/SANMAH/GF复合材料的制备及其性能研究

采用双螺杆挤出机通过熔融共混制备了尼龙6／（苯乙烯／丙烯腈／顺丁烯二酸酐）共聚物／玻璃纤维（PA6／SANMAH／GF）复合材料，测试了材料的拉伸强度、弯曲强度、弯曲弹性模量、缺口冲击强度、热变形温度、吸水率、熔点和熔融焓，并与GF增强PA6（PA6／GF）复合材料和GF增强PA6／（苯乙烯／丙烯腈）共聚物（PA6／SAN／GF）复合材料进行了性能对比。结果表明，在PA6与SANMAH的质量比为100：3—30时，PA6／SANMAH／GF复合材料的拉伸强度与PA6／GF复合材料相当，但高于PA6／SAN／GF复合材料，弯曲强度和弯曲弹性模量高于PA6／GF和PA6／SAN／GF复合材料．缺口冲击强度高于PA6／GF复合材料，但低于PA6／SAN／GF复合材料；在PA6与SANMAH的质量比为100：40时，PA6／SANMAH／GF复合材料的拉伸强度、弯曲强度和缺口冲击强度明显降低；在整个试验范围内，PA6／SANMAH／GF复合材料的热变形温度比PA6／GF和PA6／SAN／GF复合材料低4～7℃；吸水率随着SAN-MAH用量的增加而逐渐减小。     

聚丙烯/玻纤缠绕复合管的制备与应用

以聚丙烯管为内衬，表面经处理后，缠绕浸胶玻纤，形成独特的聚丙烯／玻纤缠绕复合管。该复合管材的轴向拉伸强度、轴向压缩强度和界面剪切强度分别大于130MPa、150MPa及8MPa。实际使用表明，该复合管具有良好的耐化学药品性、耐热性，力学强度高，密度小，而且施工简便，使用寿命长，可代替不锈钢等金属管。