洋麻/芳纶混纺织物增强复合材料的力学性能研究

为了探究四种洋麻/芳纶不同混纺比对其混纺织物增强复合材料力学性能的影响,对以环氧树脂为基体,精细化处理的洋麻和对位芳纶不同混纺比机织物为增强体的复合材料进行力学性能测试,并对洋麻纤维扫描电子显微镜(SEM)及傅里叶红外光谱(FTIR)测试分析纤维表面粗糙度及极性变化,从而来分析力学测试结果。结果表明,洋麻/芳纶30/70混纺织物增强复合材料弯曲强度最高,为248.81MPa,弯曲模量为12.91GPa,与纯芳纶织物增强复合材料相比,分别提高4.9%和7.1%;而洋麻/芳纶20/80混纺织物增强复合材料剪切强度最高,为24.58MPa,与纯芳纶织物增强复合材料相比,提高18.6%。SEM及FTIR表明洋麻纤维精细化处理后,纤维表面粗糙度增加,极性降低,提高了增强体与树脂的界面结合力,从而改善了复合材料的弯曲、剪切性能。     

纺粘法制备PA 6粘合纤维的工艺研究

利用纺粘非织造设备制备锦纶6(PA 6)粘合纤维,研究了泵供量、拉伸气流强度和纺丝温度对PA6粘合纤维结构和力学性能的影响。结果表明:纤维结晶度随着拉伸气流强度的增加而增加;纤维直径随着泵供量减小和拉伸气流强度增加而减小;纤维的断裂强度随着拉伸气流强度的增加而增加,纤维的断裂伸长率随之逐渐减小;泵供量和纺丝温度对纤维的结构和力学性能影响较小;当纺丝温度为240℃,泵供量为96m L/min,拉伸风电机频率为40 Hz时,所制得的PA 6纤维直径为26.7μm,断裂强度为2.36 c N/dtex,断裂伸长率为1 760.2%。     

熔体微分静电纺PBAT纤维膜的制备工艺研究

探究了聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯（PBAT）熔体静电纺性能,并研究了熔体微分静电纺工艺参数与PBAT纤维性能之间的关系。结果表明,随着纺丝温度的升高,纤维直径减小,纤维直径分布呈先减小后增大的趋势;随着纺丝电压的升高,纤维直径减小且分布均匀,纤维膜力学性能逐渐提高;当纺丝距离为9 cm,纺丝温度为260 ℃,纺丝电压为45 kV时,制备的纤维细度及均匀度最佳,其直径为4.31 μm,直径分布标准差为0.76,纤维膜拉伸强度为9.9 MPa、断裂伸长率为111.2 %。     

苎麻落麻纤维增强TPS全降解复合材料力学性能的研究

以苎麻落麻纤维为增强体,甘油/尿素/山梨醇为复合增塑剂塑化的淀粉为基质,制备全降解复合材料,并研究了纤维长度和纤维含量对复合材料的力学性能的影响。结果表明,苎麻纤维和TPS具有良好的界面结合,复合材料的拉伸强度和模量随着苎麻纤维长度和含量的增加而增加,达到25.14 MPa和1 136.36 MPa,接近于未加入纤维时的2倍,断裂伸长率明显下降,但是纤维含量的增加对断裂伸长率的影响不大。弯曲强度和模量与拉伸强度和模量呈现相似的增长趋势。     

中空橘瓣型PET/PA6双组分纺粘纤维生产工艺研究

以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚己内酰胺(PA6)切片为原料,制备了中空橘瓣型PET/PA6双组分纺粘纤维,研究了熔体单孔挤出速度(V_m)和拉伸风压(P)对纤维直径、力学性能和结晶度的影响。研究结果表明:当V_m一定时,纤维直径和中空直径均随P增加而逐渐减小;当P一定时,纤维直径和中空直径均随V_m增加而增大;当V_m一定时,随着P增加,纤维断裂强度增加,断裂伸长率降低,结晶度增大;当V_m为1.2 g/min,P从0.10 MPa增加到0.35 MPa时,纤维直径由31.2μm减小到19.8μm,结晶度从4.32%增大到27.81%。     

甲壳型液晶高分子成纤及其纤维结构性能初探

研究了不同相对分子质量的甲壳型液晶高分子聚乙烯基对苯二甲酸二(对丁氧基苯)酯(PBPCS)的成纤和纤维结构性能。结果表明:PBPCS在液晶态和各向同性态熔融挤出,所制备的初生纤维力学性能基本相同,纤维强度不高,且比较脆;数均相对分子质量为6.38×105的聚合物制备的初生纤维最大拉伸强度为18.8 MPa,断裂伸长率为2.4%;在130℃,0.3 N的拉伸张力下,对该初生纤维进行5倍拉伸后,纤维的拉伸强度达32.3 MPa,断裂伸长率达37.1%;初生纤维取向指数约60%,经过5倍拉伸后纤维的取向指数达78.3%,比初生纤维提高了25.9%。     

溶胶-凝胶法制备Al_2O_3f/Al_2O_3复合材料及其性能研究

本文采用化学气相渗透法(CVI)在三维氧化铝纤维预制体上沉积热解碳(PyC)界面层,通过溶胶-凝胶法制备氧化铝纤维/PyC/氧化铝基体复合材料和无界面复合材料。通过三点弯曲实验分析其力学性能,扫描电子显微镜观察其断口微观结构。结果表明,当热解碳界面层厚度分别为0.6μm和0.8μm时,复合材料所对应的弯曲强度分别为231.3 MPa和158.2 MPa,与无界面复合材料弯曲强度55.8 MPa相比,力学性能分别提高314.5%和183.5%。通过微观结构分析发现利用热解碳界面可充分发挥连续纤维拨出、界面脱粘和裂纹偏转等增韧机制,实现材料脆韧转变。     

2.5维碳化硅纤维增强碳化硅复合材料的力学性能

采用低压化学气相渗透法制备了具有热解碳界面层的2.5维SiCf/SiC复合材料.研究了界面层厚度和基体制备工艺对材料力学性能的影响.结果表明:0.1μm厚的界面层使材料的弯曲强度提高了104.2%从144增加到294MPa),材料表现为非灾难性断裂;界面层厚度进一步增加(到0.161μm),纤维的增强效果减弱,材料的断裂行为变差.基体制备温度由1050℃降到950℃时,材料强度增加了≈45%(从188增加到274MPa):制备压力由8kPa增加到16kPa时,气孔率升高,SiC基体晶粒形状由菱形变为球形.基体的球形晶粒有利于提高材料的承载能力,虽然复合材料的气孔率较高,但其弯曲强度却稍有增加.     

反应加工制备植物纤维增强聚乳酸复合材料的表征及性能研究

通过反应加工的方法,在制备剑麻纤维增强聚乳酸复合材料的过程中引入硫代磷酸三苯基异氰酸酯(TPTI)进行反应,实现纤维和聚乳酸之间的链接,以达到增强复合材料界面性能进而提升复合材料力学性能的目的。利用该方法制备了纤维质量分数为20%,不同含量TPTI的剑麻纤维增强聚乳酸复合材料,通过红外光谱、差示扫描量热仪(DSC)、扫描电镜(SEM)和力学测试研究TPTI的引入对复合材料微观结构和力学性能的影响。研究发现,当TPTI含量为0. 6%时复合材料的界面性能最好,此时力学性能也最佳,拉伸强度达到60. 38 MPa,弯曲强度达到89. 23 MPa,缺口冲击强度达到4. 32 k J/m~2,相比PLA/SF分别提高了31%、18. 4%和14. 7%。     

聚酰胺纤维

20125050纤维长度、直径、浓度对玻璃纤维增强的聚酰胺66强度和应力断裂的影响Thomason J.L.;Composites PartA:Applied Science and Manufacturing,2008,39A(10),p.1618(英)文章中对玻璃长纤维增强聚酰胺66注模复合物的力学性能研究结果作了介绍。复合材料中玻璃纤维的质量分数为10%~50%,纤维直径为10μm、14μm和17μm。干式成型和沸水处理试样表观界面剪切强度的力学测试及分析是在23℃和150℃下进行的。将复合物的检验结果同饱和挤压各复合的玻璃短纤维材料作比较。纤维直径和浓度对剩余纤维长度、     

P(MMA-BA-AA)/PVA复合材料的制备和性能研究

以改进的微乳液聚合法合成了甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯-丙烯酸共聚物[P(MMA-BA-AA)]纳米粒子,以此对聚乙烯醇(PVA)进行增强,讨论了粒子含量对复合材料性能的影响,表明少量粒子可明显提高PVA力学性能。采用P(MMA-BA-AA)纳米粒子增强可同时提高复合材料的拉伸强度和断裂伸长率,P(MMA-BA-AA)含量为5%时,PVA拉伸强度从50.3MPa提高到65.7MPa,断裂伸长率从201%提高到248%。通过中和乳液粒子,证实增强粒子和PVA之间的主要作用是氢键复合。借助动态力学性能测试,定量计算了PVA与增强粒子间的界面黏结强度。结果表明:粒子含量5%时与PVA间作用最强。材料界面黏结强度的变化与其玻璃化转变温度及力学性能的变化完全吻合。     

PLA/PBAT/OMMT生物基材料的制备及快速成型

对生物可降解材料聚乳酸(PLA)与聚己二酸对苯二甲酸丁二酯(PBAT)及有机蒙脱土(OMMT)材料进行共混,采用挤出成型制备PLA/PBAT/OMMT线材,再采用快速成型制备标准试样,通过对样件的力学性能、结晶行为、断面形貌和表观质量的测试和分析得出:纯PLA的拉伸强度和断裂伸长率分别为7.42MPa和1.8%,表现出硬而脆的特点;PLA/PBAT共混后,随着PBAT含量的增加,共混材料的断裂伸长率以及冲击强度不断提高,当PBAT含量为60%时,共混物的断裂伸长率达到405%,材料的冲击强度为31.11kJ/m2,约为纯PLA的11倍;而共混材料的拉伸强度表现出先增后减的趋势,当PBAT含量约为30%时,拉伸强度最佳,为37.08MPa;加入2%含量的OMMT后,共混材料的综合力学性能较之前又有不同程度的提高,其中拉伸强度以及冲击强度提升的较为明显;通过差示扫描量热和扫描电镜分析,PLA/PBAT共混体系为不相容体系,两相界面存在大量的孔洞,且结晶性能差,为半结晶聚合物,OMMT的加入使PLA/PBAT的两相界面变得模糊,极大地改善他们的相容性,而且还提高了共混物的结晶度;通过观察打印制件的表观质量,当PBAT的含量在30%左右,综合快速成型性能最佳。     

新型成核剂对聚甲醛树脂结构与性能的影响

采用新型自制成核剂对聚甲醛(POM)树脂的结晶行为进行调控,以差示扫描量热仪、偏光显微镜、万能材料试验机研究成核剂对POM结构与性能的影响。结果表明,加入成核剂后,POM的结晶速率加快,结晶温度可由143.8℃提高至147.1℃,结晶峰半峰宽可由3.4℃降低至2.3℃,结晶熔融焓和结晶度有所增大;POM球晶细化,直径可由超过200μm降低至不足25μm;POM的拉伸强度由56.6 MPa增大至63.6 MPa,断裂伸长率由46.8%增大至92.3%,缺口冲击强度由6.65 kJ/m2增大至7.83 kJ/m2;随着成核剂用量的增加,POM的结晶行为可进一步得到改善,但力学性能变化不大。     

挤出工艺对TPU/Nano-SiO_2复合材料性能的影响

采用微型同向双螺杆挤出机制备聚氨酯(TPU)/nano-SiO_2复合材料,通过简单对比试验,研究了nano-SiO_2含量、螺杆转速和挤出温度等对材料力学性能、热性能的影响;通过扫描电子显微镜(SEM),对材料断面进行形貌观察。结果表明:当挤出温度180℃、螺杆转速120 r/min、nano-SiO_2含量3%时,制备的复合材料力学性能最佳,其拉伸强度为32. 6 MPa,屈服强度为31. 6 MPa,断裂伸长率为547. 7%,低温冲击强度为32. 8 k J/m2。热性能分析表明,复合材料的玻璃化转变温度降低,热稳定性提高。SEM显示,复合材料的断面形貌为韧性断裂,nano-SiO_2在聚氨酯基体中呈现纳米分散状态。     

氮化硼对聚丙烯复合材料性能的影响

以氮化硼为填充,聚丙烯为基体,采用熔融共混的方法制备聚丙烯/氮化硼复合材料。通过力学性能、流动性能以及导热性能等研究发现,随着氮化硼的加入,复合材料的冲击性能、弯曲性能、熔体流动性均有明显提升,拉伸强度、断裂伸长率、熔体流动速率有明显下降。氮化硼填充量为20%,复合材料的冲击强度为3.42 kJ/m²,弯曲强度为41.97 MPa,弯曲模量为2.78 GPa,拉伸强度为30.37 MPa,断裂伸长率为4.14%,熔体流动速率为2.89 g/(10 min),此时导热系数均为0.345 W/(m·K),比纯PP基体增加了50%。     

溶液喷射纺丝制备PMIA/MWNTs纳米纤维的研究（英文）

采用溶液喷射纺丝技术制备间位芳纶/多壁碳纳米管(PMIA/MWNTs)纳米纤维,探讨了不同工艺参数下纳米纤维表观形貌和直径分布的变化,研究了MWNTs对PMIA纳米纤维膜结晶性能和力学性能的影响。结果表明:在拉伸风压为0.12 MPa、喷丝孔内径为0.4~0.5 mm时,可以制得形貌较好的PMIA/MWNTs纳米纤维;随MWNTs负载量的增加,制得纳米纤维的平均直径变粗,结晶度变大,纤维膜拉伸强度增大,断裂伸长率则下降;MWNTs的最佳负载量为0.3%,此时可制得形貌结构均匀,直径较细的PMIA/MWNTs纳米纤维,纤维平均直径为372 nm,纤维膜拉伸强度达到41.85 MPa,较纯PMIA纳米纤维膜提高了86%以上。     

尿素增溶纤维素氨基甲酸酯的可纺性研究

探索了尿素对纤维素氨基甲酸酯(CC)/氢氧化钠溶液(CC溶液)的增溶作用,考察了不同浓度CC溶液的流变性能,选择CC质量分数为7%的溶液经过滤、脱泡后,以7%的稀硫酸为凝固浴进行溶液纺丝。结果表明:尿素增溶效果显著并提高了CC溶液的稳定性。经尿素增溶的CC溶液属于典型的切力变稀型流体,CC溶液经纺丝可得到直径为13～16μm的长丝,其纤维干态拉伸强度可达325～640MPa,断裂伸长率为10%～18%。     

LED用导热尼龙6复合材料的制备与性能研究

通过PA6与导热填料、增韧剂等共混经双螺杆挤出机挤出制备了一种适用于LED灯座用的尼龙复合材料。研究了2种不同增韧剂的用量对导热系数及力学性能的影响;并利用此2种增韧剂复配,研究了其不同的复配比对导热系数及力学性能的影响,得到了最佳配比,在该配比下拉伸强度59.3 MPa,断裂伸长率12%,弯曲强度122 MPa,悬臂梁缺口冲击强度4.1 Kj/m~2,导热系数1.421 W/m K,具有优良的力学性能与导热性能。     

界面相容剂对生物质复合材料性能的影响

采用芥酸酰胺、十二苯磺酸和HY-3308三种界面相容剂制备了稻壳粉/低密度聚乙烯(LDPE)生物质复合材料,通过转矩流变仪、扫描电镜(SEM)和力学性能测试,探讨了不同种类界面相容剂对生物质复合材料性能的影响。结果显示:添加了十二苯磺酸的材料力学性能最好,拉伸强度、断裂伸长率与冲击强度达到9.83 MPa、407.3%、21.191 kJ/m^2,分别提高22.4%、331.0%、39.5%。实验结果表明,芥酸酰胺可提高加工流变性能。     

粒径对磨屑粉填充EPDM胶料性能的影响

研究了4种不同粒径的PMMA磨屑粉填充的EPDM性能的变化.力学性能试验表明:EPDM以粒径为47μm的磨屑粉填充时,拉伸强度最高;以粒径为190μm的磨屑粉填充时,断裂伸长率最高.扫描电镜(SEM)形貌观察分析表明:随着磨屑粉粒径越小,磨屑粉与EPDM之间的界面结合越强.