FRP用CF/GF混合增强材

日东纺公司成功地开发了一种用碳纤维(CF)和玻璃纤维(GF)混合的先进复合材料用增强材料。并以"bybrid ramie"的商标出售。这种增强材料是将CF无捻粗纱和GF无捻粗纱按一定比例均匀配置,单向合并,并用该公司独特的方法均匀地粘合在GF短切毡、GF处理布的衬材上,使它们成为一     

承载/声隐身混杂纤维复合材料的研究

通过试验获取了碳纤维(CF)、凯夫拉纤维(KF)、玻璃纤维(GF)、超高分子量聚乙烯纤维(UHMPEF)复合材料的力学性能和声学性能参数,在此基础上分别利用等效刚度法和传递矩阵法,对CF/UHMPEF、CF/KF、CF/GF混杂纤维复合材料的拉伸刚度、声反射系数和声透射系数进行计算。结果表明,材料的刚度和强度基本相同的条件下CF/UHMPEF复合材料声压反射系数最小,其次是CF/KF复合材料,再次是CF/GF复合材料。10kHz频率范围内3种混杂材料的声透射系数都达到95%以上。     

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。     

GF/CF/ACFFS多层复合材料的吸波性能研究

基于结构型复合材料的复合效应和设计原理,以圆形缝隙型活性碳毡电路屏(ACFFS)为基础吸波剂,短切碳纤维(CF)为增强吸波剂,以玻璃纤维(GF)增强的环氧树脂(EP)为阻抗匹配层,设计了GF/CF/ACFFS多层吸波复合材料。研究了短切碳纤维质量分数和层间排布对GF/CF/ACFFS多层复合材料吸波性能的影响。研究结果表明,在2~18GHz频率范围内,CF质量分数为0.7%,底层为ACFFS/EP的三层吸波复合材料最大反射衰减(RL)为-38.54d B,且有效吸收带宽(RL-10d B)达到11.33GHz(6.17~17.5GHz)。当短切碳纤维质量分数适量时可以有效提高复合材料的吸波性能,将CF和ACFFS合理组合有利于获得性能优异的吸波材料。     

基于XFEM短纤维聚醚醚酮复合材料结构稳定性数值模拟分析

熔融沉积成型(FDM)制备短纤维增强聚合物复合材料成型技术日趋完善。采用FDM-3D挤压工艺制备了纤维含量为10%的短碳纤维(CF)和玻璃纤维(GF)增强的高性能聚醚醚酮复合材料,通过拉伸实验获取聚醚醚酮(PEEK)、碳纤维聚醚醚酮复合材料(CF/PEEK)以及玻璃纤维聚醚醚酮复合材料(GF/PEEK)试样应力-应变曲线。在此基础上,以单边缺口弯曲断裂试样为对象,基于扩展有限单元法(XFEM)建立三种材料的数值模拟模型,分别讨论了含初始裂纹缺陷和无预制裂纹状况下试样的结构稳定性。结果表明,在相同条件下CF/PEEK复合材料构件先于纯PEEK材料、GF/PEEK复合材料发生结构失效行为,且当构件中存在热裂纹的状况下,CF/PEEK复合材料构件更有可能发生断裂失效。     

聚苯硫醚耐磨改性研究

为提高聚苯硫醚(PPS)的耐磨性能,采用了质量分数均为40%的玻璃纤维(GF)和碳纤维(CF)增强PPS,研究对比了它们的摩擦磨损性能,发现CF增强PPS的摩擦系数和磨损率均低于GF增强PPS。在此基础上,采用聚四氟乙烯(PTFE)和纳米Si O2对GF增强PPS进行复合耐磨改性,研究了PTFE和纳米Si O2含量对GF增强PPS摩擦磨损性能及电绝缘性能的影响。结果表明,相对于质量分数为40%的CF增强PPS,在相同质量分数的GF增强PPS中采用质量分数均为10%的PTFE和纳米Si O2,可以在较低成本下使其获得更低的摩擦系数、磨损率,以及滚动摩擦时的磨损质量和磨损体积,同时保持良好的电绝缘性能。     

特种酚醛树脂基烧蚀复合材料的研究

对T-700碳纤维(T-700CF)、特种玻璃纤维(HSGF)、S-2高强玻璃纤维(S-2GF)、连续玄武岩纤维(CBF)的基本力学性能和热性能进行了研究和对比,同时对T-700CF、HSGF、S-2GF、CBF增强特种酚醛树脂1(PR1)复合材料的力学性能和烧蚀性能进行了对比,探讨了PR1/CBF的烧蚀机理。结果表明,PR1/T-700CF的弯曲性能和烧蚀性能最佳;PR1/CBF次之,能够取代PR1/S-2GF和PR1/HSGF;PR1/CBF的氧-乙炔烧蚀过程中主要存在着材料吸热、基体材料与气流的热化学反应、热辐射效应、增强材料的熔化和升华、高速粒子和气流冲刷、机械剥离等烧蚀机理。     

排水管道中玻纤增强聚丙烯防腐材料性能研究

本研究制备了玻璃纤维增强聚丙烯(PP/GF)复合材料,并研究了玻璃纤维(GF)添加的用量对PP/GF复合材料的力学性能和耐腐蚀性的影响。采用SEM、热失重和强度测试对PP/GF复合材料的形貌和力学性能进行分析。结果表明:GF作为增强体可以在PP材料中呈现出良好的分散状态,GF在PP材料的均匀分散能够提高其作为工程塑料的力学性能、阻燃特性和耐腐蚀性。通过拉伸强度和弯曲强度测试发现,当GF在PP/GF复合材料中的加入量为15%时,复合材料具有最佳的力学性能。     

混杂增强型聚丙烯的改性研究

以不同用量的玻璃纤维(GF)、碳纤维(CF)、硅灰石、滑石粉为填料,通过熔融共混制备了混杂纤维增强聚丙烯(PP)基复合材料,并研究了填料质量比(GF/CF、硅灰石/滑石粉、纤维/无机填料)对增强PP复合材料微观形貌及力学性能的影响。结果表明:PP中加入GF及CF后,其拉伸强度和冲击强度显著提高,断裂伸长率则降至10%左右;PP中加入硅灰石和滑石粉后,其拉伸强度基本不变,冲击强度大幅提升,而断裂伸长率仅略有提高;当纤维(GF/CF)与无机填料(硅灰石/滑石粉)的质量比为35/5时,可得到具有最优综合力学性能的改性PP复合材料。     

纤维增强聚苯硫醚复合材料摩擦磨损性能的研究

分别以玻璃纤维(GF)与碳纤维(CF)作为增强体制备了聚苯硫醚(PPS)纤维增强复合材料。研究了GF/PPS和CF/PPS复合材料的摩擦磨损性能,以及不同体积分数的纤维增强体、不同载荷与滑动速度对复合材料的摩擦磨损性能的影响。结果表明:GF与CF的引入有效地提高了复合材料的摩擦磨损性能;随纤维体积分数的增加复合材料的摩擦系数逐渐增加,随载荷的增加复合材料的摩擦系数逐渐降低,但磨损率增大。     

纤维增强PTFE复合材料的摩擦磨损性能研究

分别以玻璃纤维(GF)与碳纤维(CF)作为增强体制备了纤维增强聚四氟乙烯(PTFE)复合材料。利用MM-200型摩擦磨损试验机研究了GF/PTFE和CF/PTFE复合材料的摩擦磨损性能,以及不同体积分数的纤维增强体、不同载荷与滑动速度对复合材料的摩擦磨损性能的影响。结果表明:GF与CF的引入有效地提高了复合材料的摩擦磨损性能,随纤维体积分数的增加,复合材料的摩擦因数逐渐增加;另外,随载荷的增加,复合材料的摩擦因数亦逐渐降低,但磨损率增大。     

高强度阻燃导电尼龙材料制备

以炭黑(CB)及碳纤维(CF)为复合导电填料,配合溴系或磷系阻燃剂,以玻璃纤维(GF)为增强剂,制备了高强度阻燃导电PA66材料,研究了各种添加剂对材料导电性能、阻燃性能和力学性能的影响。结果表明,为使材料具有较好的导电性能和阻燃性能,导电填料中的CF含量不宜过低或过高,阻燃剂宜采用红磷母粒;当导电填料中CB与CF质量比为2/8、导电填料质量分数为10%,红磷母粒质量分数为12%、GF质量分数为40%时,采用相对黏度为2.37 Pa·s的PA66树脂所制备的高强度阻燃导电PA66材料的阻燃等级达到UL 94 V–0级,表面电阻率为7.6×102Ω,弯曲强度,拉伸强度和缺口冲击强度分别为298,210 MPa和20 kJ/m2,完全满足客户要求,已成功应用于某电力系统部件。     

国外CFRP在民用制品中的应用开发动向(下)

三、在汽车、机动车等领域中的应用开发动向在这个领域中使用树脂基复合材料是从SMC开始的,到目前为止,树脂使用的是环氧和乙烯基酯树脂(未考虑热塑性的),增强材料使用的是高强GF、CF、AF和碳化硅纤维,最近又使用了新开发的X配向 GF 的高强度SMC (XMC),可以说已经有了相当大的进展。     

聚合物材料的增强增韧及其评价新方法

本文介绍了聚合物材料的增强增韧方法,包括分子复合(MC),GF、CF增强增韧TS、TP、IPN。其新评价方法简介了CAI、DCB、ENF和COD。     

四种烧蚀复合材料用纤维的对比

对比了T–700碳纤维(T–700 CF),高硅氧玻璃纤维(HSGF),S–2高强玻璃纤维(S–2高强GF),连续玄武岩纤维(CBF)4种纤维的密度和拉伸性能,并采用扫描电子显微镜、X射线荧光光谱,差示扫描量热及热重等测试技术对这4种纤维的表面形貌、化学组成、比热容及热稳定性进行了表征和对比。结果表明,T–700 CF,HSGF,S–2高强GF和CBF 4种纤维的密度由小到大的顺序为T–700 CFHSGFS–2高强GFCBF,拉伸强度由小到大的顺序为HSGFS–2高强GFCBFT–700 CF,T–700 CF的拉伸弹性模量最高,而S–2高强GF的断裂伸长率最高。T–700 CF的直径最小,CBF的表面最粗糙。在相同温度下,200℃以前T–700 CF和CBF的比热容基本一致,200℃以后4种纤维的比热容由小到大的顺序为S–2高强GFHSGFCBFT–700 CF。在相同温度下,4种纤维的失重率由小到大的顺序为CBFS–2高强GFHSGFT–700 CF。     

纤维增强环氧树脂复合材料冲击特性研究

为了对比碳纤维层合板和玻璃纤维层合板的冲击特性，文章制备了环氧树脂碳纤维复合材料（CF＿G）层压板和环氧树脂玻璃纤维复合材料（GF＿G）层压板。通过低速冲击测试，研究了CF＿G层压板和GF＿G层压板的动态响应和残余压缩强度。结果表明：与CF＿G层压板相比，GF＿G层压板承载能力和伸长率较高。GF＿G层压板的最大接触力值比CF＿G层压板大11%，表明玻璃纤维的引入改变了复合材料的冲击损伤模式，有效地提高了复合材料的抗冲击性能和残余压缩强度。     

GF/MAH-g-SEBS改性PA66研究

采用玻璃纤维(GF)及马来酸酐接枝苯乙烯-(乙烯-丁烯)-苯乙烯嵌段共聚物( MAH-g-SEBS)对尼龙(PA)66进行改性,并对复合材料的力学性能和微观结构进行了分析测试.结果表明,GF有效地提高了PA66的力学性能;MAH-g-SEBS的加入可以改善PA66/GF的界面状况,使GF和PA66紧密结合,增强了复合材料的韧性;GF和MAH-g-SEBS的添加,大大地降低了PA66的熔体流动速率,挤出加工时MAH-g-SEBS可以带动GF在基体树脂中流动,从而使GF更好地分散在PA66中.     

纤维增强环氧树脂基复合材料的研究进展

综述了纤维增强环氧树脂基复合材料的应用及研究进展,其中包括玻璃纤维(GF)增强、碳纤维(CF)增强,芳纶纤维,混杂纤维及植物纤维增强等。     

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。     

混杂纤维复合材料力学性能及其低速冲击性能研究

采用热压成型工艺制备单一碳纤维、碳纤维/玻璃纤维(CF/GF)和碳纤维/Kevlar纤维(CF/KF)均质和非均质混杂增强环氧树脂基复合材料,通过三点弯曲、层间剪切、低速冲击及冲后压缩性能测试,研究纤维组分、混杂结构和混杂比对复合材料力学性能及低速冲击性能的影响。结果表明,单一碳纤维复合材料力学性能最佳,其弯曲模量、弯曲强度和层间剪切强度分别达到66.16 GPa、830.35 MPa和42.73 MPa,而CF/GF混杂结构性能总体优于CF/KF混杂结构,内层混杂结构性能优于外层混杂结构;单一碳纤维复合材料低速冲击性能较差,其冲击损伤凹坑深度最高可达混杂结构的3.5倍,对应的分层阈值为2 723.53 N;CF/KF均质混杂结构的剩余压缩强度最大,而单一碳纤维复合材料则最小,对应数值分别为0.92和0.79。