增强竹塑复合材料力学性能的一种新方法

为了增强竹塑复合材料力学性能,在传统的偶联剂、温度、竹塑比等的影响因素下,再加入竹纤维来提高传统竹塑复合材料的力学性能。以聚丙烯(PP)为基体材料,运用热压工艺,研究了加入竹纤维对传统竹塑复合材料的力学性能的影响。以偶联剂用量、热压温度、竹粉比例、竹纤维用量为正交因素,用极差分析的方法确定影响材料力学性能的最优配方,结果表明,竹塑比为5:5,钛酸酯偶联剂用量1%,热压温度在190℃,竹纤维用量15g,复合材料冲击强度最大达25.26kJ·m-2,拉伸强度最大达27.81MPa,均优于传统复合材料。因此加入竹纤维能有效的提高复合材料的力学性能。     

可逆热致变色竹塑复合材料的性能

利用色差计、万能试验机、流变仪表征复合材料的物理、力学及流变性能,比较并分析变色微胶囊和复合材料在不同温度下的紫外光谱数据。研究结果表明,复合材料的颜色随着温度的升高而变浅,人的视觉能够明显察觉,钛白粉使得竹塑表面的L*值和ΔE增大;复合材料能够随着环境温度变化而改变太阳反射比;钛白粉不影响材料的拉伸强度、弯曲强度和熔体流变性能,但会使得材料的冲击韧性、G′和tanδ略有提高;紫外光谱分析说明变色微胶囊具有良好的变色可逆性,且将其加入到竹塑复合材料并不影响其变色效果,但经100次25℃～80℃循环处理之后,变色的敏感度下降。     

玻璃微珠含量及粒径对填充聚丙烯复合材料动态力学性能的影响

应用动态力学分析仪,在－１５０￣１０１０℃的温度范围内,考察了玻璃微珠填充聚丙烯中微珠的含量及其粒径对复合材料动态力学性能的影响。结果表明,室浊下的贮能模量和 损耗模量随着微珠体积分数Φｆ的增加而呈非线性形式增大;在相同条件下,最大粒径微珠填充体系的动态模量高于较小粒径微珠填充体系;微珠含量和粒径对复合材料的阻尼的影响不明显;在Φｆ５％￣１５％范围内,玻璃化转变温度随着Φｆ的增加而增大,然后随之下     

碳纤维复合材料力学性能研究进展

目的 综述碳纤维复合材料这一热结构材料的力学性能研究进展，推进碳纤维复合材料的研制和应用。方法 采用文献调研法，梳理和汇总国内外有关碳纤维复合材料力学性能的研究内容，对二维复合材料、针刺复合材料及三维编织复合材料3种结构进行性能影响因素分析。结论 影响碳纤维复合材料静态和动态力学性能的因素主要有温度、应变率、密度等，提出应进一步开展碳纤维复合材料在多因素耦合及高温动态性能方面的研究。     

芯壳结构竹塑复合材料密度及微观结构的CT分析

以竹屑、高密度聚乙烯(HDPE)、竹浆纤维、纳米碳酸钙及白泥为主要材料,采用聚合物共挤出技术制备芯壳结构竹塑复合材料。利用Micro-CT扫描技术对复合材料内部结构进行了观测,同时还对断面密度进行了分析。结果表明,通过对不同壳层材料的复合材料断面CT图像进行二值化处理后,可清晰地反映复合材料内部缺陷。Micro-CT三维空间分析技术能够实现对4种不同壳层材料的芯壳结构竹塑复合材料的内部微观结构可视化的精细表征,且重建密度表现出与实测密度趋势一致。壳层加入白泥或纳米碳酸钙的复合材料的剖面密度在厚度方向上呈现出壳层密度高而芯层密度低。不同壳层材料的复合材料CT图像阈值分布在26.1到95.6之间,在此基础上建立了CT图像阈值与密度的关系。     

含硫硅烷偶联剂对天然橡胶/白炭黑复合材料力学性能及动态力学性能的影响

采用双(三乙氧基丙基硅烷)四硫化物(TESPT)、双(三乙氧基丙基硅烷)二硫化物(TESPD)和3-丙酰基硫代-1-丙基-三甲氧基硅烷(PXT)制备了天然橡胶/白炭黑复合材料。用扫描电镜(SEM)表征了白炭黑在橡胶中的分布形态。SEM表明,与TESPT和TESPD相比,PXT改性白炭黑在橡胶中分散最好,分布最均匀。力学测试表明,含TESPT的复合材料其定伸应力最大,而含PXT的拉伸与撕裂强度最大。利用橡胶加工分析仪对天然橡胶/白炭黑复合材料的动态力学性能分析表明,三种偶联剂改善了白炭黑的表面特性,大大减轻填料网络化,使储能模量、损耗模量和损耗因子减小,其中PXT的改性综合效果最好。     

EPDM／Al(OH)3复合材料动态力学性能的研究

采用动态力学分析仪（ＤＭＡ）研究了ＥＰＤＭ／Ａl(OH)3复合材料的动态力学性能,结果表明,Ａl(OH)3粒子的体积分数、粒径和表面状态对ＥＰＤＭ／Ａl(ＯＨ）３动态力学性能和玻璃化转变过程影响很大。随Ａl(OH)3粒子体积分数的增加,其复合材料的力学损耗峰值温度移向温区,峰值降低,峰半高宽变宽。     

一种离子聚合物金属复合材料的动态力学性能

用化学镀方法制备了离子聚合物金属复合材料,用扫描电镜观测其形貌以探讨制备过程中Pt金属的形成方式;用能谱仪研究了金属Pt在材料中的分布;用动态热机械分析仪(DMA)测试了材料的部分动态力学性能。以Kerner模型为基础建立了材料的动态力学性能模型,并将模型计算结果与实验结果对比,验证了该模型的可行性。     

CaSO4晶须补强增韧聚氨酯弹性体复合材料力学性能的研究

研究了CaSO4晶须含量以及界面粘合状态对聚氨酯弹性体力学性能的影响,并初步分析探讨了CaSO4晶须补强增韧的机理。结果表明,CaSO4晶须质量含量为5％－10％左右的复合材料具有最佳的力学性能。晶须经硅烷偶联剂预处理后,能大幅度提高复合材料的强度和韧性。其补强增韧机制主要为应力传递。     

LLDPE/纳米SiO2复合材料的动态力学性能研究

采用DMA对LLDPE／纳米SiO2复合材料的动态力学性能进行了研究。结果表明,未表面处理纳米SiO2的填充体系,随着纳米SiO2填充量的增加,口松弛转变峰向低温方向移动,贮能模量E′及损耗模量E″增加;纳米SiO2经硅烷偶联剂表面处理后,与未表面处理体系相比,体系的贮能模量E′在低温区略有降低,但在室温以上温区提高,且口松弛峰进一步向低温偏移;加入大分子相容剂后,体系的贮能模量E′在一50℃～110℃温区显著提高,口松弛峰较硅烷表面处理体系向低温偏移;含有不饱和键的硅烷偶联剂处理纳米Si0：复合体系的贮能模量E′和损耗模量E″均高于普通硅烷表面处理体系。界面作用的强弱对复合材料的动态力学性能有着重要的影响。     

PP/POE/高岭土三元复合材料的力学及热性能

研究了高岭土和乙烯-辛烯共聚物弹性体(POE)填充聚丙烯(PP)制备的PP/POE/高岭土三元复合材料的力学和热力学性能。结果表明,POE和高岭土不能提高PP的拉伸强度,但高岭土可以显著提高PP/POE的杨氏模量。POE降低了PP的弯曲强度和弯曲模量,但PP/POE/高岭土三元复合材料的弯曲强度和弯曲模量显著高于PP/POE和PP。POE和高岭土可以显著提高PP的冲击强度,当高岭土和POE的填充份数分别为10份和5份时,PP/POE/高岭土复合材料的冲击强度最大。高岭土的添加可以提高PP的结晶温度,加快PP的结晶速率,促进PP的异相成核。合适含量的高岭土可以提高PP的熔融温度,改善PP的耐热性能。     

纳米粒子改性环氧树脂及其复合材料力学性能研究

通过机械共混法制备了Al2O3纳米粒子改性环氧树脂基体,研究了纳米粒子含量对改性树脂基体力学性能的影响,并采用紧凑拉伸实验研究了纳米粒子改性环氧树脂的断裂韧性。利用改性树脂制备了玻璃纤维增强复合材料,研究了改性复合材料的力学性能与纳米粒子含量之间的关系。结果表明:纳米粒子的加入明显改善了环氧树脂基体的断裂韧性并且有助于提高树脂与纤维之间的界面粘接强度,因而使改性复合材料的层间性能明显提高而其他力学性能基本不变。     

尼龙11/POE共混物的形态与力学性能

采用动态力学分析(DMTA)和扫描电镜(SEM)等方法研究了相容剂乙烯辛烯共聚物接枝马来酸酐聚合物(POE-g-MAH)对尼龙11(PA11)共混体系力学性能及共混物形态的影响。结果表明,混合弹性体中m(POE-g-MAH)/m(POE)=2∶1时,PA11共混物的缺口冲击强度达到81.2 kJ/m2;共混物缺口冲击强度对MAH接枝率敏感;加入混合弹性体,共混体系分子间的作用力增大,损耗峰向高温方向移动,Tg升高;PA11与POE各个共混体系的β松弛峰高显著低于纯PA11的,加入POE和POE-g-MAH可有效降低PA11的吸水性;POE-g-MAH可显著改善PA11/POE共混材料的相容性,使分散相尺寸减小,分布均匀,且材料缺口冲击强度显著增大。     

改性CaCO_3填充聚四氟乙烯复合材料的制备和力学性能

以石蜡为改性剂,分别采用干法和湿法对重质CaCO_3进行表面处理,然后采用冷压烧结工艺制备聚四氟乙烯(PTFE)/CaCO_3复合材料,并对其力学性能进行研究。利用红外光谱分析石蜡包覆改性前后的CaCO_3的结构变化,研究了2种改性方法对PTFE/CaCO_3复合材料的力学性能的影响。结果表明,2种改性方法都可以提高PTFE/CaCO_3复合材料的断裂伸长率和拉伸强度,当质量分数为30%的湿法改性CaCO_3填充PTFE时,复合材料的断裂伸长率仍能达到200%以上。另外,采用不同改性方法和改性剂比例及CaCO_3含量所制备的复合材料力学性能相差很大,其中,当CaCO_3质量分数为5%,湿法改性的改性剂石蜡质量分数为1%时,复合材料的各项力学性能达到最佳,远好于未经改性的CaCO_3填充聚四氟乙烯复合材料。     

长碳链尼龙1111的动态力学性能

通过动态力学性能分析,确定了尼龙1111的松弛转变峰。71℃的松弛峰为尼龙1111的α松弛峰;-45℃出现的松弛峰为尼龙1111的β转变峰,-126℃出现的松弛峰是尼龙1111的γ转变峰。在不同的实验条件下,随着退火温度的升高,尼龙1111的α转变峰的峰高升高,γ转变峰的峰高降低,β转变峰的峰高不但降低,而且峰宽度变大;随测试频率的提高,尼龙1111的α转变峰、β转变峰和γ转变峰向高温移动。     

两种双基体C/C复合材料的微观结构与力学性能

借助偏光显微镜、扫描电镜以及力学性能测试研究了两种双基体C/C复合材料的微观结构与力学性能。结果表明:基体碳在偏光显微镜下呈现出热解碳的光滑层组织,沥青碳的各向同性、镶嵌和流域组织。在SEM下普通沥青碳为"葡萄状"结构,中间相沥青碳为片层条带状结构。具有多层次界面结构的材料可以提高材料的弯曲强度,改善材料的断裂韧度,两种材料在载荷-位移曲线中载荷为台阶式下降,呈现出假塑性断裂特征。材料A和材料B的弯曲强度分别为206.68,243.66MPa,断裂韧度分别为8.06,9.66MPa·m1/2,材料B的弯曲强度、断裂韧度均优于材料A。     

固化温度对亚麻纤维及其增强复合材料力学性能的影响

研究热压成型过程中,不同固化温度对亚麻纤维及其增强复合材料力学性能的影响。结果表明:亚麻纤维在120,140℃和180℃分别处理2h后单纤维拉伸性能发生不同程度的下降。环氧树脂E-51在120,140℃和180℃下固化2h后拉伸性能未发生明显变化。基于环氧树脂的单向亚麻纱线增强复合材料分别在120℃和140℃固化成型时,拉伸强度和冲击强度变化不大。但当固化温度达到180℃时,由于亚麻纤维在高温环境下损伤较为严重,其增强复合材料的拉伸强度和冲击强度均发生明显的下降。然而复合材料的拉伸模量随着成型温度的升高有一定幅度的提升。     

氧化石墨烯/铜基复合材料的微观结构及力学性能

采用球磨和真空热压烧结方法成功制备氧化石墨烯/铜复合材料。利用OM,SEM,XRD,显微硬度计和电子万能试验机等分析球磨后的复合粉形貌,研究氧化石墨烯添加量对复合微观结构及力学性能的影响。结果表明:制备的氧化石墨烯/铜基复合材料组织致密,氧化石墨烯以片状形态较均匀地分布在铜基体中,并与铜基体形成良好的结合界面。氧化石墨烯质量分数为0.5%时,复合材料的综合力学性能较好,显微硬度和室温压缩强度分别为63HV和276MPa,相对于纯铜基体分别提高了8.6%和28%。其强化机理为剪切应力转移强化、位错强化和细晶强化。