汽车内饰用PP/黄麻纤维复合材料力学性能

采用转矩流变仪混合造粒,通过注射成型方法制备了聚丙烯(PP)/黄麻纤维复合材料,研究了对纤维表面进行处理的NaOH浓度、纤维含量和相容剂的含量对PP/黄麻纤维复合材料力学性能的影响,采用扫描电镜对纤维表面及复合材料的断面形貌进行分析。结果表明:黄麻纤维经过碱处理后PP/黄麻纤维复合材料的力学性能优于纤维未处理的复合材料的力学性能,随着NaOH浓度的提高,PP/黄麻纤维复合材料的拉伸强度和冲击强度增加,在NaOH浓度为16%时,其拉伸强度和冲击强度最佳;其弯曲强度随着NaOH浓度的提高先增加而后下降,在8%浓度时,弯曲强度最大。随着纤维含量的提高,PP/黄麻纤维复合材料的拉伸强度和弯曲强度先增加后下降,在纤维含量达到20%时,PP/黄麻纤维合材料的拉伸强度和弯曲强度达到最大。随着纤维含量的提高,PP/黄麻纤维复合材料的冲击强度降低。相容剂的加入使得PP/黄麻纤维复合材料的拉伸强度和弯曲强度明显增加。     

苎麻落麻纤维的PVC包覆处理研究

本文研究了PVC包覆处理对苎麻落麻纤维的吸水性、纤维表面状态、纤维单丝强度等的影响.与未处理的落麻纤维增强PP复合材料比较,包覆处理后落麻纤维增强PP复合材料的拉伸和弯曲强度较处理前提高了20%.     

苎麻落麻纤维的偶联改性研究

本文研究了A-151偶联剂对苎麻落麻纤维与UP的接触角、纤维的吸水性、纤维表面状态及单丝强度的影响.与没有经过偶联处理的苎麻落麻纤维增强UP复合材料相比,A-151偶联处理后的复合材料的拉伸和弯曲强度提高了20%,模量提高了25%.     

苎麻落麻的表面处理及其复合材料的性能研究

采用甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈接枝,硅烷偶联剂(A-151)偶联,聚氯乙烯(PVC)包覆等方法对苎麻落麻纤维进行表面处理;测试了处理前后落麻纤维的吸水率、单丝强度及其与环氧树脂(EP)、酚醛树脂(PF)和不饱和聚酯(UP)等的接触角;观察了偶联和包覆后落麻纤维的表面状况;选取偶联和包覆后的落麻纤维制备了UP/落麻毡和PP/落麻纤维复合材料,测试了其拉伸和弯曲性能并观察了处理前后复合材料的拉伸断面形貌。结果表明,接枝、偶联和包覆不仅降低了落麻纤维的吸水速率。而且也降低了平衡吸水量;接枝对落麻纤维单丝强度影响最大,偶联次之,包覆最小;接枝、偶联和包覆均能大幅度改善落麻纤维与EP、PF和UP的浸润性;偶联和包覆后的落麻纤维表面都比处理前粗糙;偶联使UP/落麻毡复合材料的拉伸强度、拉伸弹性模量提高了21％,弯曲强度提高了34％,弯曲弹性模量提高了40％,包覆使PP/落麻纤维复合材料的拉伸、弯曲强度提高了20％左右。     

废弃天然纤维增强高密度聚乙烯复合材料性能研究

选用纺织工业废弃苎麻落麻纤维和造纸工业废弃的竹屑纤维为增强体,采用双螺杆熔融共混挤出工艺,制备天然纤维增强高密度聚乙烯（PE-HD）复合材料。考察纤维种类、含量变化对天然纤维增强复合材料熔体流动速率、微观断面形貌、拉伸性能、弯曲性能的影响。结果表明,2种废弃纤维都能有效提高PE-HD的拉伸性能和弯曲性能,其中苎麻落麻纤维的增强效果优于竹屑纤维,加入20% 苎麻落纤维复合材料拉伸强度比纯PE-HD提高21%,弯曲强度提高了41.9%。     

碱处理对不饱和聚酯树脂/苎麻布复合材料力学性能及界面形貌的影响

本文以氢氧化钠(NaOH)溶液处理苎麻布,采用模压工艺制备不饱和聚酯(UP)树脂/苎麻布复合材料,研究碱液处理对苎麻布、复合材料力学性能及表面、界面形貌的影响.实验结果表明,经适当碱液处理后,苎麻布的拉伸断裂强力及拉伸断裂伸长率均增加,苎麻布的表面形貌更加光滑蓬松,复合材料的拉伸强度及弯曲强度均下降,但冲击强度及弯曲模量得到提高.30wt%NaOH溶液处理可使复合材料的弯曲模量达到最大值,166.38MPa,比未经碱液处理所制得复合材料的弯曲弹性模量提高了110%.碱处理后,复合材料的冲击断面上纤维被树脂紧紧包裹,纤维裸露拔出现象远不如未处理复合材料那样明显.     

玄武岩纤维增强聚丙烯基复合材料的力学性能研究

本文主要研究玄武岩增强聚丙烯复合材料的力学性能。分别制备了玄武岩纤维含量为10%、20%、30%和40%的纤维增强复合材料,并分析纤维含量对复合材料拉伸性能和弯曲性能的影响。研究表明,玄武岩纤维的加入大幅度提高了复合材料的拉伸性能和弯曲性能,但复合材料的断裂伸长率有所下降;随着玄武岩纤维含量的增加,复合材料的拉伸、弯曲强度和模量呈先增加后减小的趋势,当纤维含量在30%时达最大值;复合材料的弯曲强度和模量的变化规律与拉伸性能相同。     

废旧聚甲醛/改性竹纤维复合材料的力学性能研究

采用碱(NaOH)、硅烷偶联剂(KH560)、异氰酸酯(IPDI)等不同处理方法对废旧聚甲醛/竹纤维（POM/BF）复合材料的界面进行调控,研究了竹纤维改性方法和竹纤维含量对复合材料力学性能的影响。结果表明,NaOH+IPDI和NaOH+KH560能够实现对复合材料界面的调控,利用NaOH+2 %IPDI对BF进行处理后,POM/BF复合材料［BF为20 %（质量分数,下同）］的弯曲强度增加了13.38 %,拉伸强度为50.36 MPa;利用NaOH+5 %KH560对BF进行调控处理后,POM/BF复合材料的弯曲强度增加了12.61 %,拉伸强度为46.87 MPa;NaOH+2 %IPDI对BF的处理具有更好的效果,BF含量为20 %时复合材料的力学性能最佳。     

剑麻/FRP废渣/UP复合材料制备及性能研究

采用硅烷偶联剂KH-550和KH-570分别对纤维增强复合材料(FRP)废渣进行表面处理。制备了剑麻纤维/FRP废渣增强不饱和聚酯树脂复合材料。研究了FRP废渣的表面处理方式、FRP废渣含量和剑麻纤维含量对复合材料力学性能、吸水性和热性能等影响。结果表明,经过偶联剂处理的复合材料的力学性能和热稳定性均增强。当FRP废渣质量分数为30.0%,剑麻纤维质量分数为10.0%时,经KH-570处理复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度分别提高22.8%,21.4%和19.2%。FRP废渣经过偶联剂处理后,复合材料的吸水性降低。     

阻燃竹纤维增强聚乳酸复合材料降解性能的研究

以聚乳酸(PLA)为原料,乙酰柠檬酸三丁酯(ATBC)为增塑剂,利用竹纤维作为增强体,加入聚磷酸铵/淀粉/甲酰胺、双氰胺(APP/TS/FD)混合膨胀型阻燃剂,制备阻燃型竹纤维/PLA复合材料,通过分析土埋、热老化两种条件下,复合材料表面形貌、燃烧性能、热性能、吸水性能、力学性能的变化,研究竹纤维增强PLA复合材料的降解性能。研究表明,在热老化情况下,复合材料的力学性能变化更为明显,在80℃下热老化12天后复合材料的拉伸强度和弯曲强度分别降低了86.6%和77.1%,而土埋3个月后的拉伸强度和弯曲强度分别降低了71.9%和61.8%,处理前后复合材料的燃烧性能和热性能均无明显变化。     

碱处理竹纤维对聚酰胺6结构和性能的影响

采用10 ％的（质量分数,下同）NaOH碱溶液对竹纤维进行了处理,通过双螺杆挤出和注射成型制备了聚酰胺6（PA6）/竹纤维复合材料。用扫描电子显微镜﹑差示扫描量热仪、X射线衍射仪和热失重分析仪等表征了材料的形貌、结构和热性能,测试了熔体流动速率和力学性能。研究表明,碱处理可清除竹纤维中的胶质物,增大其比表面积,有利于改善PA6和竹纤维间的界面结合。PA6与竹纤维之间具有较好界面结合,相界面间无明显间隙。竹纤维使复合材料中PA6晶相的完整程度降低,使复合材料刚性增加,冲击强度、熔体流动性和热稳定性下降。在挤出和注射过程中,PA6/竹纤维复合材料较好的熔体流动性和一定的热稳定性使其具有熔体加工性能。     

纤维改性对小麦秸秆纤维/PBS复合材料性能的影响

利用NaOH对小麦秸秆纤维进行处理,同时采用了不同的蒸煮助剂和改性剂,以改变纤维自身物理性能及其表面化学性质。将改性纤维与聚丁二酸丁二醇酯(PBS)共混,制备了秸秆纤维/PBS复合材料,并通过X射线能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对改性前后的纤维进行了分析和观测,研究分析了助剂和改性剂对复合材料性能的影响。结果表明:秸秆纤维经NaOH/4%Na2SO3处理,以及碱处理纤维经钛酸酯偶联剂NDZ201、环氧树脂E44改性,所得纤维增强复合材料的性能较为优异。     

Influence of alkali fiber treatment and fiber processing on the mechanical properties of hemp/epoxy composites

Industrial hemp fibers were treated with a 5 wt % NaOH, 2 wt % Na₂SO₃ solution at 120°C for 60 min to remove noncellulosic fiber components. Analysis of fibers by lignin analysis, scanning electron microscopy (SEM), zeta potential, Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy, wide angle X‐ray diffraction (WAXRD) and differential thermal/thermogravimetric analysis (DTA/TGA), supported that alkali treatment had (i) removed lignin, (ii) separated fibers from their fiber bundles, (iii) exposed cellulose hydroxyl groups, (iv) made the fiber surface cleaner, and (v) enhanced thermal stability of the fibers by increasing cellulose crystallinity through better packing of cellulose chains. Untreated and alkali treated short (random and aligned) and long (aligned) hemp fiber/epoxy composites were produced with fiber contents between 40 and 65 wt %. Although alkali treatment generally improved composite strength, better strength at high fiber contents for long fiber composites was achieved with untreated fiber, which appeared to be due to less fiber/fiber contact between alkali treated fibers. Composites with 65 wt % untreated, long aligned fiber were the strongest with a tensile strength (TS) of 165 MPa, Young's modulus (YM) of 17 GPa, flexural strength of 180 MPa, flexural modulus of 9 GPa, impact energy (IE) of 14.5 kJ/m², and fracture toughness (K_Ic) of 5 MPa m^1/2. © 2010 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2011     

碳纤维/聚苯并(噁)嗪复合材料的界面与力学性能的关系研究

本文采用含不同上胶剂的碳纤维与苯并(噁)嗪树脂复合,制备碳纤维/聚苯并(噁)嗪单向复合材料,研究了碳纤维表面上胶剂对于复合材料的层间剪切强度(ILSS)、弯曲性能、断口形貌及动态机械性能的影响.结果表明,含有环氧树脂上胶剂的碳纤维/苯并(噁)嗪树脂基复合材料(EPCF/PBZ)的ILSS和弯曲性能优于含非环氧类树脂上胶剂的碳纤维/苯并(噁)嗪树脂基复合材料(VECF/PBZ)和不含上胶剂的碳纤维/苯并(噁)嗪树脂基复合材料(USCF/PBZ).环氧树脂上胶剂改善了纤维与苯并(噁)嗪树脂的粘结性能,使复合材料的内耗峰峰高降低,能量损耗减小.电镜照片同样验证了这一结果.     

PE-HD/BF/PE-g-MAH复合材料的力学性能和热性能

采用10 %（质量分数,下同）的NaOH碱溶液处理竹纤维（BF）,用双螺杆挤出和注射成型的方法制备了高密度聚乙烯（PE-HD)/BF和PE-HD/BF/马来酸酐接枝聚乙烯（PE-g-MAH）复合材料,用扫描电子显微镜和热失重分析仪观察和表征了材料的形貌和热稳定性, 测试了力学性能、流动性能和热变形温度。结果表明,碱处理可提高BF的热稳定性;碱处理的BF使PE-HD的刚性、弯曲强度和热变形温度提高,但导致拉伸强度、冲击韧性、熔体流动性和热稳定性下降;添加PE g MAH能改善BF与PE-HD基体之间的界面结合,添加5 % PE-g-MAH可同时提高PE-HD/30 % BF复合材料的拉伸、弯曲和冲击性能以及热稳定性和热变形温度,而且复合材料具有较好的流动性,可满足注射成型的要求。     

玻璃纤维增强PPBES基复合材料性能

以共聚型二氮杂萘联苯结构聚醚砜(PPBES)树脂为基体,连续玻璃纤维(GF)为增强体,通过溶液预浸,热压成型工艺制备单向复合材料。通过对树脂溶液黏度、复合材料纤维体积含量测试,并对复合材料样条进行三点弯曲、层间剪切试验,研究了纤维体积含量对复合材料力学性能的影响,借助断面形貌分析了复合材料受力破坏模式。结果表明,PPBES/GF复合材料的弯曲强度随纤维体积含量的增加呈现先增大后减小的趋势,极值出现在纤维体积含量为57%时,弯曲弹性模量和层间剪切强度随纤维体积含量的增加呈现逐渐增大的趋势,复合材料的受力破坏模式为界面脱粘破坏和树脂基体内部破坏同时存在。     

混杂纤维对脱硫石膏基复合胶凝材料性能影响

掺加聚乙烯醇（PVA）纤维、玄武岩纤维（BF）及混杂纤维（PVA纤维与BF）对脱硫石膏基复合胶凝材料性能进行改性,研究纤维复合材料的力学性能、耐水性能及耐干湿性能;应用电镜扫描技术对复合材料的微观形貌进行观察,探讨纤维对脱硫石膏基复合胶凝材料的影响机制。结果表明：PVA纤维掺量为1.5%时复合材料力学性能较好,试样的绝干抗折强度和绝干抗压强度较空白组分别提升了92.55%和32.62%;混杂纤维掺量为0.9%时耐水性能较好,试样的抗折软化系数较空白组提升了46.60%、吸水率低至13.87%;混杂纤维掺量为0.6%时耐干湿性能较优,干湿强度系数较空白组提升了50.74%。     

回收聚丙烯/废书刊纸纤维复合材料结构与力学性能的研究

以废书刊纸纤维(OMGF)和回收聚丙烯(PP)为原料,马来酸酐接枝聚丙烯(MAPP)为相容剂,采用热压成型法制备了PP/OMGF木塑复合材料。研究了OMGF含量对复合材料拉伸性能及弯曲性能的影响,并采用红外光谱和扫描电子显微镜分析了OMGF的结构及复合材料的拉伸断面形貌。结果表明,OMGF对PP基体具有一定的增强作用,当OMGF含量为30%时,复合材料的拉伸强度和弯曲强度分别达到最大值29.53MPa和33.67MPa,比回收PP分别提高了51.6%和31.7%;随着OMGF含量的增加,复合材料的断裂伸长率逐渐下降,弯曲模量逐渐上升。扫描电子显微镜分析显示,当OMGF含量较低时,其与PP基体之间具有良好的界面相容性;当OMGF含量增加到50%时,界面相容性明显下降。     

PBS/蔗渣复合材料的制备与性能

用蒸汽爆破后的甘蔗渣纤维(BF)与聚丁二酸丁二醇酯(PBS)制备复合材料,研究温度以及蒸汽爆破预处理对复合材料力学性能的影响,并通过红外光谱和电子扫描电镜分析其作用机理.结果表明:随着温度的升高,纤维的分散性、BF与PBS的界面粘结性能及复合材料力学性能提高,温度为200℃时复合材料的拉伸性能最佳,在温度为230℃时弯曲性能和冲击性能达到最佳;而蒸汽爆破预处理可提高纤维素的含量,增大纤维比表面积,使复合材料的力学性能得到改善.