玻纤增强乙烯基酯树脂复合材料在硫酸水溶液中的腐蚀速率研究

用质量变化曲线拟合求导的方法研究不同温度下玻璃纤维增强乙烯基酯树脂(GF/VE)复合材料在40wt%硫酸介质中的腐蚀速率,探讨了介质温度及浸泡时间对腐蚀速率的影响,并对比75℃下乙烯基酯树脂浇注体及玻璃纤维的腐蚀速率,分析了GF/VE复合材料在硫酸中的腐蚀机理.结果表明,乙烯基酯树脂浇注体在硫酸中的腐蚀速率随腐蚀时间的延长逐渐降低,最后基本趋于平衡,玻璃纤维在硫酸中的腐蚀速率随腐蚀时间逐渐增加,但数值很小,而GF/VE复合材料的腐蚀速率随腐蚀时间的延长不断增加,且随温度升高,腐蚀速率增大.结合SEM照片观察得出.GF/VE复合材料在硫酸介质浸泡初始主要是树脂发生腐蚀,后期主要是界面腐蚀起主导作用.     

玻璃纤维/乙烯基酯树脂复合材料在硫酸溶液中的腐蚀机理研究

采用称重法、电感偶合等离子发射光谱(ICP)、近红外光谱(NIR)、扫描电子显微镜(SEM)研究了玻璃纤维/乙烯基酯树脂复合材料(GF/VE)在不同温度的去离子水和硫酸溶液中的质量变化率、离子析出行为、树脂基体的水解行为以及腐蚀相态,并进一步分析了腐蚀机理。结果表明,在硫酸溶液中浸泡1800h时间内,仅在高温75℃浸泡的复合材料切割边缘封边处发现界面腐蚀,其他温度下腐蚀仅仅停留在树脂基体水平,纤维/树脂间界面仍然保持良好状态。     

T800碳纤维复合材料界面吸湿性能分析

本文研究了不同类型的树脂基体对T800碳纤维复合材料界面性能的影响,对比不同树脂体系的T800碳纤维复合材料于95℃蒸馏水中的吸湿特性,分析复合材料经吸湿后的动态热机械性能的变化。结果表明,以改性芳香胺为固化体系的树脂基体制备的T800碳纤维复合材料具有优良的界面性能。TDE85树脂/改性芳香胺体系的T800碳纤维复合材料干态层间剪切强度达到122MPa。95℃蒸馏水浸泡后,该复合材料的平衡吸湿率低于普通芳香胺固化体系,且玻璃化转变活化能变化幅度也较小。     

玻纤形态对PP/GF复合材料的性能影响与优化

为研究玻璃纤维(GF)形态对GF增强热塑性树脂复合材料的性能影响，以指导开发出力学性能与表面性能均优异的复合材料制品，对比研究了不同GF含量下常规圆GF以及扁平GF增强聚丙烯(PP)的性能差异，并探究了以上两种GF复配使用时复合材料的综合性能，重点研究了不同PP/GF复合材料在力学性能、界面性能、翘曲性能、表面性能方面的差异性。研究表明，在GF质量分数为30%时，PP/GF的力学性能随扁平GF用量的增加而降低，在GF质量分数为50%时，PP/GF的力学性能随扁平GF用量增加而提高。同时，在高GF含量(质量分数50%)下，与常规圆GF相比，扁平GF在PP树脂中分散更均匀，并在熔体流动方向具有更加明显的取向性。此外，当GF质量分数为50%时，使用圆GF制得的薄板翘曲高度为13.8 mm，表面浮纤占比为7.93%，而使用扁平GF制得的薄板翘曲高度降低至3.1mm，表面浮纤占比仅为2.03%，表明在高GF含量下使用扁平GF能有效改善PP/GF复合薄板的翘曲问题，并能有效减少复合板材的表面浮纤。     

GF表面的多步接枝改性及其对PP/GF复合材料拉伸性能的影响

为提高热塑性树脂聚丙烯(PP)与玻璃纤维(GF)之间的界面相容性和粘结强度,提出了一种对GF三步浸渍的方法,将GF逐步用(3-氨丙基)三乙氧基硅烷(γ–APS),1,6-己二异氰酸酯(HDI)及苄胺或十八胺处理,从而在GF表面接枝上长的分子链。利用接触角测定仪、衰减全反射傅立叶变换红外光谱(ATR–FTIR)仪和X射线光电子能谱(XPS)仪等手段,对改性后的GF表面进行了表征,证明了接枝反应的成功进行。将不同方法改性的GF与PP制备成单向PP/GF复合材料,对其进行了拉伸性能测试。结果表明,随着GF表面接枝的碳链增长,复合材料的拉伸强度逐渐增大。     

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。     

一种耐刮擦增强PA6材料的制备及其吸湿行为研究

采用熔融挤出法将PA6树脂与玻璃纤维和玻璃微珠共混挤出,制得一种耐刮擦增强PA6复合材料,并探讨该种复合材料在一定环境下(60℃,80%RH)的吸湿行为,研究材料吸湿后力学性能和材料尺寸随吸湿率的变化。结果发现:基于PA6/GB/GF制得的复合材料性能优异,该种材料吸湿后,尺寸有轻微变大,强度刚性下降,韧性显著提升。     

基于FBG传感器的CF/GF混杂复合材料界面变形研究

利用FBG传感器对采用真空导入模塑工艺制作的CF/GF(Carbon Fiber/Glass Fiber)混杂复合材料在固化成型过程中以及成型后的界面性能进行了检测,此外,为了对比研究混杂复合材料的性能,还检测了CF/CF层和GF/GF层在成型和成型后的应变变化。结果显示:GF/GF、GF/CF和CF/CF复合材料的应变与温度之间存在良好的线性关系,且热膨胀系数的大小顺序为GF/GF层GF/CF层CF/CF层;FBG传感器监测CF/GF混杂复合材料热膨胀系数的转折温度与基体树脂的T_g值(79.09℃)相吻合;CF/GF混杂复合材料在20~120℃范围内升温、降温过程中未发生界面破坏。     

增韧剂和偶联剂下GF增强PA复合材料性能表征分析

选择双螺杆挤出机来制备以尼龙(PA)6T/66与PA10T为基础的玻璃纤维(GF)增强复合材料,分析马来酸酐接枝聚烯烃弹性体(POE-g-MAH)增韧剂对PA复合材料的力学特性改变作用。研究结果表明:将POE-g-MAH加入含20%GF的PA66复合材料基体后,试样的弯曲、拉伸强度以及弯曲弹性模量都发生了减小;对于含GF为20%的PA10T,弯曲弹性模量逐渐减小,拉伸与弯曲强度则先增大后减小。在加入了5%POE-g-MAH的复合材料断面中,出现了较多数量的褶皱,POE-g-MAH能够使GF和PA6T/66之间形成更良好的界面结合性能,显著提高界面相容性。加入偶联剂会导致PA6T/66体系力学性能的明显改善。加入POE-g-MAH可以改善树脂的界面相容性能,提高GF和树脂的结合强度。     

高韧性高强度聚丙烯复合材料的研究

研究了自制的马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)和马来酸酐、苯乙烯接枝聚丙烯(PP-g-MAH-g-St)2种增容剂对聚丙烯/聚烯烃弹性体/玻璃纤维(PP/POE/GF)复合材料力学性能的影响,利用扫描电子显微镜观察了试样断口形貌。结果表明,2种增容剂均显著改善了GF与PP基体的界面粘结强度,从而提高了复合材料的力学性能;就2种增容剂的效果而言,PP-g-MAH-g-St的增容效果远优于PP-g-MAH。当PP-g-MAH-g-St的质量分数为8%时,PP/POE/GF/PP-g-MAH-g-St复合材料的综合性能已接近常用工程塑料的性能。     

增强增韧PET工程塑料用玻璃纤维的表面处理

研制出两种适用于增强增韧ＰＥＴ工程塑料用玻璃纤维的表面处理剂。研究了表面处理对玻璃纤维增强ＰＥＴ体系界面张力、界面粘结、力学性能及结晶行为的影响。结果表明，虽然双官能团环氧树脂水乳液和水溶性环氧树脂两种表面处理剂均适合于玻璃纤维增强ＰＥＴ体系，但前者对ＰＥＴ／玻璃纤维复合体系的浸润性、界面粘结和增强增韧效果优于后者。     

玻璃纤维增强尼龙66改性研究进展

阐述了玻璃纤维增强尼龙66在增韧改性、阻燃改性、耐溶剂改性、耐磨改性、界面改性、复合改性和制备工艺改进等方面的研究进展。指出玻璃纤维增强尼龙66目前常用的增韧方法是与弹性体和高韧性聚烯烃共混,而阻燃改性的有效手段是添加微胶囊化红磷和P-N型阻燃剂。     

Effects of hygrothermal aging on the thermal–mechanical properties of vinylester resin and its pultruded carbon fiber composites

Hygrothermal aging was carried out on vinyl ester (VE) resin cast and its pultruded carbon fiber reinforced composite (CF/VE) by immersing them in distilled water at 65 and 95°C. Hygrothermal aging effects on the samples were studied in terms of thermal–mechanical properties, as well as moisture absorption behavior, interfacial adhesion, and transverse mechanical properties. Moisture absorption behaviors of the VE casts and the CF/VE composites were characterized as Fickian behavior. Dynamic mechanical thermal analysis (DMTA) tests showed that the tan δ peak temperatures of the VE casts and CF/VE composites decreased with immersion time at 65 and 95°C. Moreover, there existed a splitting in the tan δ peaks at 95°C, which was reversible and could be recovered by dehydration. Three‐point flexural test indicated that flexural strengths of both the VE casts and the composites decreased by hygrothermal aging with a trend related to their moisture absorption behaviors, while flexural modulus of the composites was less affected. The ILSS of the CF/VE composites was also depressed by deterioration in interfacial adhesion, which was proved by the interfacial adhesion parameters, A and α. POLYM. COMPOS., 2009. © 2009 Society of Plastics Engineers     

环氧树脂/玻璃纤维复合材料性能研究与应用

研究了环氧树脂(EP)/玻璃纤维(GF)复合材料的力学性能。结果表明,EP/GF复合材料的常规性能和耐热性较好,夹层结构的滚筒剥离强度高,树脂具有韧性,扫描电镜分析发现复合材料界面粘接情况良好。该预浸料已用于直升机次承力结构。     

玻纤增强ABS复合材料的制备及性能

以丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)及玻璃纤维(GF)为原料,以环氧树脂作为界面相容剂,研究了界面相容剂对玻璃纤维增强ABS复合材料力学性能及界面粘接的影响.结果表明:加入环氧树脂,玻纤增强ABS复合材料的力学性能明显提高;随着玻纤质量分数的增加,复合材料的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度均逐渐增加;玻纤质量分数为30%时,GF/ABS/环氧树脂复合材料的拉伸强度比未改性的复合材料的拉伸强度提高了30%,弯曲强度提高了25%,冲击强度也提高了50%.     

GF处理工艺及熔体流动场对PET/GF复合材料微观结构的影响

采用不同玻纤(GF)处理工艺,改变制备聚对苯二甲酸乙二酯(PET)/GF复合材料试样过程中熔体流动场剪切速率,通过红外光谱(IR)仪、差示扫描量热(DSC)仪分析和扫描电镜(SEM)观察,研究GF处理工艺和熔体流动场对PET/GF复合材料微观结构的影响。结果表明,硅烷偶联剂与聚合物成膜剂并用处理GF,不仅能增强GF与树脂基体之间的化学键合,提高树脂的结晶度,形成不易发生界面脱粘的稳定界面层,并且使GF沿树脂流动方向取向变得容易,其中A1100硅烷偶联剂与低分子量PET成膜剂并用处理的GF增强PET复合材料的界面粘着状态最佳。     

腐蚀环境中纤维增强聚四氟乙烯复合材料的摩擦磨损性能研究

分别研究了不同含量碳纤维(CF)、玻璃纤维(GF)填充聚四氟乙烯（PTFE）复合材料在硫酸溶液中和干摩擦条件下的摩擦学性能,同时考察了PTFE复合材料在酸中的腐蚀行为,探讨了相关机理。结果表明,在酸中GF能够提高PTFE的耐磨性,比CF在提高PTFE耐磨性方面具有更好的优势。就酸溶液中的耐磨性和耐腐蚀性而言,15 %（质量分数,下同）是填料的最佳含量,此时GF和CF填充的PTFE,耐磨性分别较纯PTFE提高了7.7和4.4倍;当填料的含量超过15 %时,复合材料的耐磨性和耐腐蚀性均下降,主要是由于此时犁削和磨粒磨损是PTFE复合材料的主要磨损机制。由于酸溶液的冷却和润滑作用,硫酸溶液中PTFE复合材料的摩擦因数大幅降低,但酸溶液抑制了对磨面上转移膜的形成。     

玻璃纤维针织物增强聚丙烯复合材料的拉伸性能

本文通过实验对由GF/PP复合纱制得的玻璃纤维针织物增强聚丙烯复合材料的拉伸性能进行了研究.拉伸应力-应变曲线研究表明,玻璃纤维针织物增强聚丙烯复合材料的拉伸应力-应变曲线与纯聚丙烯的形状相似,且玻璃纤维针织物的加入确实提高了纯聚丙烯的拉伸性能;对断裂面进行的研究表明,研究中的复合材料的纤维/基体界面结合情况良好.     

GF/PP复合材料悬浮法工艺中偶联剂的应用及其对材料性能的影响

研究了悬浮法制备短玻璃纤维增强聚丙烯复合材料过程中不同偶联剂的适用性及其对材料性能的影响。根据悬浮法工艺的特点 ,提出了适用的偶联剂品种和添加方式。探讨了悬浮体系中偶联剂对复合材料微观结构的影响和偶联作用机理     

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.