湿热环境对抽油杆CF/VE拉挤复合材料的影响

研究了95℃蒸馏水环境中油田抽油杆用碳纤维/乙烯基酯树脂(CF/VE)拉挤复合材料的吸湿特性,以及材料的力学性能和动态热机械性能的变化,并观察了湿热老化前后该复合材料的表面和断口形貌。结果表明,CF/VE拉挤复合材料的吸湿行为符合菲克第二定律,材料的平衡含湿量M_m约为1.046％,水分在复合材料中的扩散系数约为2.233×10-6 mm2/s;复合材料的性能下降趋势与吸湿率的增加趋势相对应,浸泡1176 h后,弯曲强度和层间剪切强度的最终保留率分别约为49％和54％;DMTA及SEM结果表明,湿热环境导致该复合材料发生基体溶胀、塑化和界面脱粘,引起基体和界面形貌的变化,但未发生化学老化。      

PVP塑性界面层对CF/VE复合材料性能的影响

用热塑性聚乙烯吡咯烷酮(PVP)对商用炭纤雏(CF)表面进行不同的涂覆处理后，制备了炭纤维／乙烯基酯树脂基单向复合材料(CF／VE)。研究了PVP塑性界面层对复合材料的层间剪切强度(ILSS)、弯曲性能、断口形貌及动态热机械性能的影响。结果表明。在炭纤维保持原环氧上胶层的基础上直接涂覆PVP时。复合材料的ILSS和弯曲性能提高，纤维与乙烯基酯树脂基体的粘结性能得到改善；炭纤维脱除原环氧上胶层后涂覆PVP时。复合材料的ILSS和弯曲强度降低，纤维与基体的粘结性能变差；塑性PVP界面层的存在使复合材料的玻璃化转变温度(Tg)和弯曲模量提高，储能模量(E’)和能量损耗增大。     

GF/VE复合材料的等温固化动力学模型

采用DSC差示扫描量热分析仪研究了玻璃纤维/乙烯基酯树脂复合材料等温固化过程及升温后固化过程,建立了新的自催化模型来模拟其等温固化过程。结果表明,新建的模型很好地模拟了玻璃纤维/乙烯基酯树脂复合材料等温固化过程,尤其适合于复合材料的高温固化过程模拟。     

CF8611/AC531复合材料的电化学特性及其与7B04-T74铝合金的电偶腐蚀仿真

本工作设计了CF8611/AC531复合材料的正面(FS)试件和侧面(SS)试件及其在3.5%NaCl+12.5%Cu2SO4电解液中的极化试验。借助电化学工作站、扫描电镜和能谱仪等设备,测量了CF8611/AC531复合材料、7B04-T74铝合金在不同环境条件下的极化曲线及二者的电偶腐蚀参量,观察了极化前后CF8611/AC531复合材料、电偶腐蚀后7B04-T74铝合金的微观形貌,分析了FS试件在含Cu~(2+)电解液中极化后表面的物质成分。基于稳态腐蚀场和参数化扫描技术,使用Comsol软件建立了在磨损状态下CF8611/AC531复合材料与7B04-T74铝合金的电偶腐蚀动态模型。结果表明:CF8611/AC531复合材料性能稳定,但原始加工表面存在碳纤维裸露缺陷;阴极反应速率与碳纤维裸露面积密切相关,根据试验结果划分了复合材料表面的活性阴极区和惰性阴极区;在电偶腐蚀中,7B04-T74铝合金的主要腐蚀形式为点蚀,未见复合材料失效;建立的电偶腐蚀模型有效、可用,总电偶电流与碳纤维裸露面积呈正线性相关,关系式为Ig=(2.794 1S+62.994)×10~(-7) A;当SFS∶SSS=5.53∶1时,FS试件和SS试件对7B04-T74铝合金试件的电偶效应相同。     

CF8611/AC531复合材料性能及与7B04铝合金电偶腐蚀的电化学研究

借助电化学工作站、扫描电镜和能谱仪等设备,测量了CF8611/AC531复合材料的正面(FS)试件和侧面(SS)试件及7B04-T74铝合金在3.5%(质量分数,下同)NaCl或3.5%NaCl+12.5%Cu_2SO_4电解液中的极化曲线及电偶腐蚀参量,并观测了微观形貌;基于电化学理论、稳态腐蚀场和参数化扫描,建立了复合材料磨损状态下二者的电偶腐蚀动态模型。结果表明:该型复合材料性能稳定,但原始表面存在碳纤维裸露缺陷,缺陷位置常在碳纤维束重叠区,密度均值4.3个/mm^2,面积均值0.0184mm^2/个;阴极反应速率与缺陷面积密切相关,据此划分了活性阴极区和惰性阴极区;电偶腐蚀中,铝合金的主要腐蚀形式为点蚀,未见复合材料失效;电偶腐蚀有限元模型有效、可用,总电偶电流I_g与缺陷面积S正线性相关;当S_FS∶S_SS约为5.53∶1时,二者对7B04-T74铝合金的电偶效应相同。     

超声波法表征纤维增强树脂基复合材料固化行为

采用超声波法对乙烯基酯树脂、玻璃纤维/乙烯基酯树脂、碳纤维/乙烯基酯树脂3种体系的固化反应过程进行了实时监测, 准确测量了超声波在3种体系中的传播速度及振幅衰减随体系固化反应时间的变化, 研究了纤维对树脂体系凝胶时间、固化过程体积储能模量及反应活化能的影响。结果表明, 玻璃纤维/树脂体系的反应活化能较纯树脂体系减小14 %, 固化速率加快; 而碳纤维/树脂体系的反应活化能较纯树脂体系增大15 %, 固化速率较纯树脂体系慢。超声波技术能够实时在线监测并量化纤维/树脂复合体系的固化行为, 为复合材料的制备工艺和性能研究提供了一种重要的量化手段。      

B4Cp/7050Al复合材料的腐蚀行为研究

为探索高强度高模量铝基复合材料的腐蚀性能,采用粉末冶金工艺制备了增强相体积分数为17%、20%的铝基复合材料。腐蚀研究结果表明,铝基复合材料的腐蚀与基体关系密切,复合材料产生的剥落腐蚀及电化学腐蚀与基体相比敏感性不强,增强相的加入使材料的晶间腐蚀、盐雾腐蚀性能恶化。     

复合材料对30CrMnSiA接触腐蚀的研究

通过电化学测量、盐雾试验、周浸试验、机械和疲劳性能测试及应力腐蚀试验,研究了碳纤维环氧复合材料与30CrMnSiA钢的接触腐蚀特性。其结果表明:30CrMnSiA钢与碳纤维环氧复合材料之间存在严重的接触腐蚀,但不影响30CrMnSiA的应力腐蚀性能。文中还给出了防止碳纤维环氧复合材料与30CrMnSiA接触腐蚀的防护措施。     

乙烯基酯树脂及其炭纤维复合材料的湿热老化行为

结合乙烯基酯树脂(VE)浇注体在65℃和95℃蒸馏水中的湿热老化行为,对其炭纤维复合材料(CF/VE)的吸湿性、静态和动态力学性能进行了对比分析。结果表明,根据VE浇注体的吸湿特性,可将其复合材料的吸湿过程划分为基体吸湿为主和界面吸湿为主的两阶段;VE浇注体与其复合材料的弯曲强度的下降趋势一致,均与吸湿率的增加趋势相对应,但VE浇注体的弯曲模量下降较复合材料明显;VE浇注体及其复合材料玻璃化转变温度(Tg)的变化均随时间的延长而降低,并随吸湿达饱和而保持在一定值,但两者内耗峰的变化趋势刚好相反。     

时效对SiCW/2024Al复合材料点腐蚀行为的影响

利用透射电镜观察了经时效处理后复合材料的微观组织结构，用恒电位仪测试了室温下3．5％NaCl溶液中时效状态对SiCw／2024Al复合材料电化学腐蚀行为的影响规律，并利用扫描电镜观察了不同时效状态下极化后复合材料表面的微观组织形貌．结果表明：不同的时效状态对复合材料的点蚀电位没有影响，但使其点蚀电流发生较大的变化；3种时效状态下复合材料表面点腐蚀程度的差异，是由于复合材料微观组织结构的差别导致点腐蚀速率不同造成的．     

转相乳化法制备乙烯基酯树脂炭纤维上浆剂

以乙烯基酯树脂与端环氧基反应型液态丁腈橡胶为主浆料,采用转相乳化法制备乳液型炭纤维上浆剂.探讨乳化剂种类、质量比、乳化温度、搅拌速率和溶剂对乳液性能的影响.结果表明:当乳化剂壬基酚聚氧乙烯醚磷酸铵与蓖麻油聚氧乙烯醚质量比为3∶1,乳化剂质量分数为主浆料的10%、乳化温度为50℃、搅拌速率为10000r/min、苯乙烯质...     

乙烯基酯树脂复合材料的固化过程研究

复合材料固化是成型过程中关键步骤之一,涉及到模具设计,成型工艺确定等.本文采用等温DSC分别研究了玻璃纤维/乙烯基酯树脂,碳纤维/乙烯基酯树脂复合材料和乙烯基酯树脂的固化过程.结果表明:玻璃纤维的存在加速了乙烯基酯树脂的固化速度,而碳纤维的存在使得乙烯基酯树脂的固化速度变慢,纤维增强材料的存在提高了树脂的固化度.     

环境老化对CF/VE拉挤复合材料动态力学性能的影响

采用动态力学热分析(DMTA),研究了炭纤维/乙烯基酯树脂(CF/VE)拉挤复合材料在65℃蒸馏水和3%NaCl、5%H2SO4及10%NaOH水溶液中浸泡不同时间及重新干燥后,其动态力学损耗(tanδ)和玻璃化转变温度(Tg)的变化。结果表明,随浸泡时间的延长,四种介质中复合材料的力学损耗均有不同幅度的递增,其中,以NaOH水溶液中的增加幅度最大,而且出现了tanδ的分峰现象;Tg在浸泡初期逐渐下降,浸泡后期,除在NaOH水溶液中出现短暂的平稳又继续下降外,其余三种介质中均趋于一稳定值。重新干燥后,NaOH水溶液中,tanδ的分峰现象消失,但因水解脆化作用导致复合材料的Tg比浸泡前偏高,其余三种介质中,不存在水解反应,Tg均与浸泡前的相同。     

Effect of Strain Rate on Compression Behavior of Vinyl Ester Resin Casting

Vinylesterresin(VE)isoflowdensityandcor rosionresistant,andtheprocessperformanceiswell.Becauseunsaturateddoublecrossbondslieonthe twoendingofmolecularchain,thewholemolecular chainwillelongateandabsorbmechanicalenergyun derforcing,andthenpossessesgoodabilityofimpact andcrackresistant.Thehydroxylsinthemolecular chainmakeVEinfiltrateglassfiber,aramidfiberand UHMPEfiberetc.verywell[1],soVEisanother wildlyusedandstudiedresinfollowedepoxyresin.Intherecentyears,ithasbeenreportedthattheVE resinha…     

湿热老化对碳纤维/环氧树脂基复合材料力学性能影响研究

研究了3.5%(质量分数)NaCl溶液和去离子水两种介质分别在30℃和80℃两个温度下溶液浸泡对碳纤维增强树脂基复合材料力学性能的影响.研究发现:浸泡使复合材料的力学性能下降,80℃下浸泡使复合材料力学性能下降更显著;低温下介质组分对复合材料的影响不是很明显,80℃下去离水中浸泡对复合材料的静态力学性能破坏更显著.     

乙烯基酯树脂体系流变特性及RTM工艺窗口预报研究

对992乙烯基酯树脂体系的流变特性进行研究。根据树脂的反应动力学特性,建立树脂的化学流变模型,模型分析结果与实验结果吻合较好。所建立的粘度模型,可有效模拟和预报树脂体系在不同工艺条件下的粘度行为,并准确预报RTM工艺的低粘度工艺窗口,为优化RTM工艺参数和保证产品质量提供必要的工艺基础数据和模型。     

热氧老化对碳纤维双马树脂基复合材料性能的影响

采用三点弯曲测试方法,研究热氧老化对碳纤维双马树脂基复合材料弯曲性能的影响,分析复合材料的失重行为以及不同老化时间下的弯曲性能、断口形貌、动态力学性能和红外谱图。结果表明:随着老化时间的增加,老化温度为100℃时的质量损失率逐渐趋于平稳,180℃时的质量损失率逐渐增加。老化温度为100℃时,只是物理老化,没有新物质的生成;而老化温度为180℃时,发生了化学老化,产生了热老化效应和氧化反应,引起了基体性能和界面性能的退化。热氧老化对复合材料弯曲强度的影响要大于对弯曲模量的影响。     

碳纤维增强树脂基复合材料的界面

从碳纤维、树脂基体、界面3个层次对碳纤维增强树脂基复合材料的界面研究进行了综述,重点介绍了碳纤维表面特性表征及改性方法、树脂基体特性及改性方法和界面分析表征手段,由此提出了纤维/树脂界面的研究路线,简要分析了复合材料界面研究的前景与趋势。为了实现纤维/树脂界面的良好匹配,充分发挥碳纤维复合材料的性能优势,需完善界面表征手段、明确界面微观性能与复合材料宏观性能的关系、深化研究界面对复合材料湿热性能及失效模式的影响等。     

一种新型化学阻燃乙烯基酯树脂凝胶工艺

为研究在火电厂排烟内筒的施工制作工艺要求下,温度、促进剂环烷酸钴(Co盐)和引发剂过氧化甲乙酮(MEKP)等因素对其制作所用树脂(一种新型化学阻燃乙烯基酯树脂)凝胶工艺的影响,本文采用凝胶实验、傅里叶变换红外光谱和DSC固化度测试等方法进行试验和理论计算,得到结论:升高温度、提高Co盐和MEKP的用量均能加快树脂凝胶。温度与凝胶时间之间具有确定的幂指数相关关系,但变化以20~30℃为宜;树脂凝胶速率与Co盐用量的3/4和MEKP用量的4/3的乘积呈正比,但Co盐用量以低于1.0wt%、MEKP用量以低于1.5wt%调节更有效。