CF/纳米SiO_2改性树脂复合材料界面性能研究

本文以纳米SiO2改性树脂作为树脂基体,以连续碳纤维作为增强体制备复合材料,研究了纳米SiO2掺入树脂中百分含量对树脂基体与增强体之间的界面性能的影响。通过对树脂基体与增强体纤维浸润性、微脱粘、层间剪切强度和扫描电子显微镜,对复合材料界面性能测试和表征。结果表明,随着纳米SiO2含量的增加,常温下,基体树脂和增强体纤维浸润性能下降,单丝纤维与树脂微球的界面剪切强度和复合材料单向板层间剪切强度在某一含量范围均有所提高。     

纤维增强聚合物复合材料界面结构的研究进展

纤维增强聚合物复合材料是开发应用较早的结晶性热塑性复合材料之一,而复合材料中纤维与树脂基体间的界面是外加载荷向增强材料传递的纽带,其对复合材料的力学性能有着重要影响。该文综述了纤维增强聚合物复合材料的界面结构及其对复合材料力学性能的影响,以及今后需要深入研究的方向。     

高性能纤维复合材料的研究及应用

高性能纤维复合材料是以高性能纤维作为增强材料,树脂作为基体,通过加工成型得到的复合材料,具有质轻、高强高模、抗疲劳、耐腐蚀、可设计性强、易加工成型等优异性能,得到广泛的应用。本文介绍了高性能纤维复合材料常用高性能纤维和常用树脂基体、复合材料界面和应用领域,并分析了国内高性能纤维复合材料发展存在的问题。     

树脂基玻璃纤维复合材料吸湿对性能影响及其机理研究

研究了树脂基玻璃纤维增强复合材料吸湿过程及其机理。通过对玻璃纤维复合材料吸湿后相关性能的测试,了解了复合材料的吸湿行为,以及吸湿行为对相关性能的影响。研究认为树脂基体及界面的吸湿行为对材料整体性能影响很大,宏观表现为力学性能、热性能等明显下降。研究结果表明纤维复合材料吸湿性不仅取决于树脂基体,与纤维及界面均有关系。     

亚麻纤维增强复合材料湿热环境中界面性能研究

为了全面研究植物纤维增强复合材料界面的湿热行为,亚麻纤维增强环氧树脂复合材料以亚麻纤维作为增强材料,环氧树脂作为基体材料,采用真空辅助树脂传递模塑(RTM)成型工艺制备复合材料层合板,通过探究亚麻/环氧复合材料在湿热环境条件下的吸水率和界面剪切强度的变化,并借助扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)等材料表征设备,分析了植物纤维增强高分子基复合材料在湿热条件下微观结构的变化,揭示了植物纤维增强高分子复合材料在湿热环境下其界面性能下降的机理,为植物纤维增强复合材料的应用与界面改性提供了大量的理论依据。     

芳纶纤维增强树脂基复合材料的界面粘结性能研究

为了改善芳纶纤维增强树脂基复合材料的界面粘结性能,从树脂基体入手,依据相似相容原理和芳纶的结构特点,合成出新型热固性树脂(AFR–T)用作芳纶复合材料的基体,以未经表面处理的芳纶作增强材料,采用热压成型法制备了AFR–T/芳纶纤维复合材料,并通过测定溶度参数、接触角、线膨胀系数、层间剪切强度(ILSS)和横向拉伸强度等方法研究了复合材料的界面粘结性能。结果表明,AFR–T树脂浇注体与芳纶的溶度参数相近,AFR–T树脂溶液在芳纶纸表面的接触角为36.9°,小于环氧树脂(EP)溶液与芳纶纸的接触角(53.2°),说明AFR–T树脂对芳纶的浸润性优于EP;AFR–T/芳纶纤维复合材料的ILSS和横向拉伸强度为73.0 MPa和25.3 MPa,分别比EP/芳纶纤维复合材料提高了25.9%和32.5%,这表明AFR–T树脂与芳纶纤维之间的浸润性和界面粘结性能较好。     

芳纶纤维/AFR树脂复合材料界面粘结性能的研究

为了改善芳纶纤维复合材料的界面粘结性能,合成了一种新型树脂(AFR)作为基体,以未经任何表面处理的芳纶纤维作增强材料,制备了芳纶纤维/AFR复合材料。采用测定表面能、接触角、层间剪切强度、横向拉伸性能和扫描电镜观察形貌等方法,从宏观和微观等方面研究了芳纶纤维/AFR复合材料的界面粘结性能。结果表明,AFR树脂与芳纶纤维有相近的表面能,AFR树脂溶液与芳纶纤维的接触角为42.8°,而环氧树脂(EP)与芳纶纤维的接触角为68°,说明AFR树脂对芳纶纤维的润湿性优于EP树脂;芳纶/AFR复合材料的层间剪切强度、横向拉伸强度和纵向拉伸强度分别为74.64MPa、25.34MPa和2256MPa,比芳纶/EP复合材料的相应强度分别提高了28.7%、32.5%和13.4%,其复合材料破坏面的形貌也说明芳纶纤维与AFR树脂之间的界面粘结性能较好。     

丙烯酸酯增容剂改性木塑复合材料的性能分析及其在公共设施中的应用

选取甘蔗废料纤维和高密度聚乙烯(HDPE)分别作为增强材料和树脂基体制成木塑复合材料(WPC)样片,以丙烯酸酯、硅烷偶联剂等增容剂对WPC材料进行改性,分析了改性后材料的力学性能、红外光谱、光电子能谱和微观结构。结果表明,丙烯酸酯增容剂可以改善甘蔗纤维、增容剂和树脂基体之间的微观分散体系,增强甘蔗纤维与树脂之间的界面相容性,提高材料的力学性能。     

炭纤维增强复合材料振动性能研究进展

炭纤维增强复合材料的固有频率和阻尼特性受复合材料的组织结构和使用环境的影响。针对炭纤维增强树脂基和炭基复合材料的固有频率和阻尼特性的研究进展进行了系统论述,详细介绍了纤维、基体、纤维/基体的界面及温度对炭纤维增强树脂基和炭基复合材料固有频率和阻尼特性的影响。     

纤维增强树脂基夹芯复合材料隔声性能的研究

本文对轨道交通车辆安装复合材料头罩的驾驶室进行隔声研究,先从双层纤维增强树脂基夹芯复合材料对称结构和非对称结构的隔声性能进行研究,再对三层纤维增强树脂基夹芯复合材料结构的隔声性能进行探究,接着进一步探究阻尼材料、隔声材料对纤维增强树脂基夹芯复合材料隔声性能的影响,最后根据驾驶室的实际情况,探究空气层和内饰件产品对驾驶室隔声性能的影响。结果表明,对于双层纤维增强树脂基夹芯复合材料结构,在声源侧分配厚的纤维层,比平均分配两侧纤维层可获得更高的隔声性能;对于三层纤维增强树脂基夹芯复合材料结构,将厚度最大的纤维层置于近声源端,将厚度次之的纤维层置于远声端,将厚度最小的纤维层置于中间的结构,其隔声量明显优于双层纤维增强树脂基夹芯复合材料结构;在复合材料背面增加阻尼材料或隔声材料都可提高其隔声性能;考虑内饰件及空气层时,驾驶室的隔声量可提高。     

纳米SiO_2和PP-g-MAH对玻纤增强PP复合材料性能的影响

纤维和树脂之间的界面结合强度是决定复合材料性能的关键因素。通过实验研究在玻璃纤维表面涂覆经硅烷偶联剂KH550表面处理的纳米SiO_2以及在PP基体中加入PP-g-MAH对玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的界面结合强度和力学性能的影响。结果表明,纳米SiO_2经KH550表面处理后可以降低其表面能,有利于其在纤维表面分散吸附;纤维表面涂覆纳米SiO_2及在PP中加入PP-g-MAH,有利于增强纤维和树脂之间的界面结合强度,复合材料的层间剪切强度提升了116.06%,拉伸强度提升了109.14%,弯曲强度提升了99.85%。     

FRP与FRR复合材料阻尼性能试验研究

与传统的钢板/橡胶叠层板式支座相比,纤维增强树脂(FRP)层板/橡胶叠层支座和纤维增强橡胶(FRR)支座均表现出良好的减震阻尼性能.为了选出适合用于隔振器中的复合材料板,本文中通过对热固性树脂、热塑性树脂以及橡胶基体等基体材料制成的连续纤维增强复合材料层板进行动态力学热分析(DMA).比较并分析所得结果显示,FRR复合材料层合板最适合应用于减隔震支座中.     

碳纤维布/玻纤布增强聚氨酯复合材料的研究

以聚氨酯为基体树脂,分别以碳纤维布、玻璃纤维布和这两种纤维布交替铺叠作为增强材料,采用真空辅助灌注成型工艺制备了4种复合材料.考察了纤维布的铺层结构对复合材料的弯曲、拉伸和冲击性能的影响.结果显示,复合材料的拉伸模量和弯曲模量随碳纤维含量增加而增加,冲击强度则降低.分别采用TGA、DMA和SEM对复合材料的热性能、界面...     

船舶用复合材料的性能研究

纤维增强聚合物基复合材料以其质量轻、耐腐性好、材料和铺层具有可设计性等优点,被越来越多地应用于船舶制造中。本文通过对纤维和树脂性能的研究,揭示了原材料性能对船舶用复合材料性能的影响,同时对不同树脂基体复合材料性能进行了比较。     

界面层对陶瓷基复合材料性能的影响

纤维增强SiC陶瓷基复合材料由纤维、界面层和SiC基体组成。界面层可以传递载荷和偏转裂纹,同时防止纤维受到材料制备和使用过程中的化学侵蚀,对于调节SiC陶瓷基复合材料的各项性能具有非常重要的作用。本文在叙述界面层功能的基础上,讨论了界面层对陶瓷基复合材料的力学、耐高温及抗氧化性能的影响,并分析了研究中存在的问题,指出了未来研究的方向和重点。     

改性黄麻纤维增强聚氨酯硬泡性能的研究

采用碱处理工艺对黄麻纤维进行了表面改性,提高了纤维对基体树脂的浸润性,改善了纤维与树脂基体的界面粘结。研制了一种新型的黄麻纤维增强硬质聚氨酯结构泡沫材料。测试结果发现,碱处理后纤维表面出现沟槽和裂纹,拔出的单丝纤维表面包覆有聚氨酯基体,纤维与基体结合紧密。压缩性能实验结果表明,添加改性纤维的复合材料,其压缩强度明显提高,当纤维质量分数为3.0%时,复合材料的压缩强度达到最大值(8.01 MPa);纤维质量分数为3.0%、长度为3 mm的短切纤维的增强效果较好;随着纤维含量和长度的增加,复合材料的压缩模量亦随之增大。     

芳纶纤维复合材料基体(AFR-TE)的性能研究

为了改善芳纶纤维增强树脂基复合材料的界面粘结性能,本文从树脂基体入手,依据相似相容原理和芳纶的结构特点,合成出新型热固性树脂(AFR-TE)用作芳纶复合材料的基体.采用非等温DSC法研究了AFR-TE树脂体系的固化反应动力学,确定了合理的固化制度;测定了AFR-TE树脂浇铸体的力学性能和耐热性能;探讨了芳纶/AFR-TE复合材料的界面粘结性能.结果表明,AFR-TE树脂固化反应级数为一级;AFR-TE树脂浇铸体的热变形温度(123.5℃)比E-51环氧树脂提高了25％,AFR-TE树脂各项力学性能都优于E-51环氧树脂,韧性得到明显改善;芳纶纤维/AFR-TE树脂复合材料的层间剪切强度和横向拉伸强度为71.2MPa和30.2MPa,分别比芳纶/E-51环氧复合材料提高了22.8％和58.1％,这表明AFR-TE树脂对芳纶的界面粘结性明显优于环氧树脂.     

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。     

航空航天用高性能热固性树脂基体应用及研究进展

综述了航空航天领域中应用较多的环氧树脂、氰酸酯树脂、双马来酞亚胺树脂和反应性聚酞亚胺等热固性基体树脂材料的性能、应用以及研究方向,介绍了国内外的最新研究进展,并提出今后的研究重点,即提高基体树脂和增强纤维之间界面强度,提高复合材料的稳定性,降低材料的加工成型温度,减少成本,提高树脂基体的韧性等。     

复合材料飞轮研究进展

本文对比了复合材料飞轮转子与金属材料飞轮转子的性能,指出复合材料比强度高、密度小等特点使其可以使飞轮具有更高的极限转速和储能能力。同时指出了复合材料各向异性的特点使得其垂直纤维方向强度低,限制了飞轮的最高转速。介绍了目前复合材料飞轮主要采用单层圆环飞轮和多层圆环飞轮2种结构形式。同时指出采用柔性树脂基体,改善树脂和纤维的界面粘结状态和增强树脂本身的强度也是提高复合材料径向强度的有效途径。