玄武岩纤维含量对玄武岩纤维/聚乳酸-铝合金复合材料连接强度的影响

为了提高聚乳酸（PLA）与铝合金的连接强度,采用在PLA中添加玄武岩纤维（BF）获得BF/PLA复合材料的方式对PLA进行增强。利用转矩流变仪对干燥处理后的PLA及BF进行密炼,利用光纤激光器对铝合金表面进行毛化处理。采用平板硫化机对BF/PLA复合材料和处理后铝合金进行连接成型,测试其拉伸强度,对失效后断面进行分析。结果表明:随着BF质量分数的增加,BF/PLA-铝合金连接强度先增强后降低,BF质量分数的增加影响了BF/PLA复合材料的结晶成核。结合试验获得的结果,建立有限元分析模型进行数值模拟,结果显示所建立的模型能够准确还原BF/PLA-铝合金拉伸过程。      

玄武岩纤维/TiO2复合材料的制备及表征

TiO_2纳米粉体应用于光催化领域存在光吸收仅局限于紫外光区域、难以回收等缺点,因此,纳米TiO_2固定化和可见光改性成为光催化领域的两个研究热点.本文采用绿色环保的水热法,将TiO_2负载于玄武岩纤维载体上,在较低的温度下制备出一种新型的玄武岩纤维/TiO_2复合材料.使用XRD分析了复合材料的物相结构,采用SEM观测了复合材料的形貌,并对水热法合成其机理进行了分析.结果表明:150℃水热条件下、反应10 h合成的玄武岩纤维/TiO_2复合材料中,颗粒状的TiO_2涂层均匀包覆于玄武岩纤维表面,并没有改变玄武岩纤维结构,形成了一种具有核壳结构的新型玄武岩纤维/TiO_2复合材料,经过TiO_2修饰的玄武岩纤维对可见光有很好吸收.因此,玄武岩纤维/TiO_2复合材料是一种具有潜在应用价值的可见光催化材料.     

微胶囊-玄武岩纤维/水泥复合材料的力学性能

以水泥、玄武岩纤维和脲醛/环氧树脂微胶囊为主要材料,制备水泥基复合材料标准试样,研究纤维掺量、纤维长度、微胶囊质量分数、水灰质量比和养护龄期对复合材料抗折强度和抗压强度的影响,利用正交实验确定微胶囊-玄武岩纤维/水泥自修复复合材料力学性能的最优配比。实验结果表明：抗折强度随着纤维掺量的增加而增加,抗压强度随着纤维掺量增加而减小;随着纤维长度的增加,抗折强度略有增加,抗压强度略有降低;抗折强度随着微胶囊质量分数的增加呈现出先增加后减小的趋势,而抗压强度则呈现下降趋势;抗折强度与抗压强度随养护龄期的增加而呈增加的趋势;材料经损伤后修复,抗折强度修复率为117%,恢复率为103%,抗压强度修复率为71%,恢复率为97%。     

植物纤维/玄武岩纤维复合材料的界面作用机理

制备了植物纤维／玄武岩纤维复合材料。测定了复合浆料的Zeta电位。探讨了该复合材料的界面作用机理。植物纤维与玄武岩纤维之间的界面结合力为纤维之间的氢键结合力、纤维与助剂分子之间的氢键结合力、助剂大分子在纤维之间的“网络连接”作用力等。研究结果有助于设计、改进复合材料的性能。     

超高分子质量聚乙烯纤维增强复合材料研究进展

从不同应用领域复合材料对纤维和基体树脂性能要求的角度，详细综述了近年来有关超高分子质量聚乙烯纤维增强复合材料的研究状况，对UHMWPE纤维表面改性技术、不同类型树脂基体的浸润粘合性以及其它纤维与UHMWPE纤维混杂复合特性进行了比较。     

玄武岩纤维表面生长碳纳米管及其复合材料性能的研究

针对玄武岩纤维(CBF)表面光滑且惰性,在与树脂基体复合制备复合材料时二者结合能力较低的问题,采用化学镀镍在玄武岩纤维表面均匀加载镍催化剂,借助化学气相沉积(CVD)生长碳纳米管(CNTs)。用场发射扫描电镜(FESEM)、透射电镜(TEM)、拉曼光谱(Raman)等方法对生长的CNTs进行表征,并测试复合材料的界面剪切强度。结果表明化学镀镍工艺能在CBF表面均匀加载镍催化剂,有利于CVD生长CNTs。工艺最佳条件为施镀时间15min、500℃下生长10min,此条件下生长的CNTs整齐排列在CBF表面,结晶性较好且呈中空管状。采用生长了CNTs的CBF制备复合材料的界面强度提高了10%。     

油酸钾浓度及玄武岩纤维取向对天然橡胶/玄武岩纤维复合材料性能的影响

通过油酸钾溶液对玄武岩纤维进行表面改性处理,研究了不同浓度的油酸钾溶液对玄武岩纤维表面处理及玄武岩纤维取向对天然橡胶（NR）/玄武岩纤维（BF）复合材料综合性能的影响。结果表明,随着油酸浓度的增大,复合材料的拉伸强度、撕裂强度及断裂伸长率均表现为先增大后减小,且在油酸钾溶液的质量分数为7%时取得最大值,拉伸强度提高了15.6%,撕裂强度提高了12.1%;BF经定向排列后,复合材料的Payne效应减弱,采用径向取向制备的复合材料,其拉伸强度提高了2.3%,断裂伸长率降低了17.8%,但磨耗增加了8.3%。扫描电镜缝隙表明,7%浓度的油酸钾可以均匀地包覆在BF表面,纤维在橡胶中分散性较好。     

超高分子质量聚乙烯纤维增强复合材料研究进展

从不同应用领域复合材料对纤维和基体树脂性能要求的角度,详细综述了近年来有关超高分子质量聚乙烯纤维增强复合材料的研究状况,对UHMWPE纤维表面改性技术、不同类型树脂基体的浸润粘合性以及其它纤维与UHMWPE纤维混杂复合特性进行了比较.     

玄武岩纤维表面硅烷偶联剂接枝率对环氧树脂复合材料界面强度及力学性能的影响

为提高玄武岩纤维(BF)增强环氧树脂(EP)复合材料的力学性能,通过接枝硅烷偶联剂KH550来提升BF与EP之间的界面强度。采用衰减全反射红外光谱、X射线光电子能谱仪、原子力显微镜、扫描电子显微镜、界面剪切强度测试和拉伸测试研究BF表面KH550的接枝率对复合材料界面粗糙度、界面强度及拉伸强度的影响。结果表明,KH550的成功接枝可以增加BF的表面粗糙度及复合材料的界面强度;随着KH550接枝率的增加,BF表面形貌呈现“光滑-粗糙-光滑-粗糙”的变化过程,复合材料的界面强度及力学性能也呈现先增大后减小的趋势。当KH550接枝率达到5%～6%时,KH550-BF表面均匀光滑,复合材料的界面强度和拉伸强度达到最大,分别为48 MPa和298 MPa。当接枝率超过6%,过量的KH550在BF表面的不均匀分布形成结构缺陷和应力集中,进而导致复合材料界面强度和力学性能的降低。     

玄武岩纤维的制备及其复合材料的研究进展

介绍了玄武岩纤维制备原料的相关成分要求及玄武岩纤维的结构,详细列举了玄武岩纤维材料的优越性,阐述了玄武岩纤维的生产方法和设备开发现状及其研究进展,以及用玄武岩纤维作复合材料的应用现状及其研究进展.     

聚碳硅烷纤维在环己烯气氛中的不熔化处理

将聚碳硅烷(PCS)纤维在环己烯气氛中进行化学气相交联不熔化处理,其氧含量比空气不熔化处理大大降低,组成和结构也发生了变化,气体副产物中存在环己烷和小分子硅烷.在环己烯气氛中,随着温度的升高,PCS分子的Si-H键的反应程度逐渐提高,纤维的凝胶含量逐渐增大.环己烯受热引发PCS分子中的Si-H和Si-CH3键断裂生成Si自由基和Si-CH2自由基,促进PCS分子间形成Si-CH2-Si交联结构;同时,环己烷作为侧基引入到PCS分子结构中,使纤维的碳含量随之增高.随着反应温度的升高,部分环己烷侧基和少量小分子硅烷会从PCS分子主链脱出.     

呋喃树脂固化体系及其固化机理研究进展

呋喃树脂是重要的粘合剂之一,呋喃树脂的使用性能除了和呋喃树脂本身的性能有关外,还与呋喃树脂固化剂体系有很大的关系。主要介绍了国内外呋喃树脂固化剂体系的研究进展,总结归纳了各种固化剂的优缺点,并对它们的固化性能作了对比。从这些对比中可以得出结论,在生产实践中,固化剂的使用必须根据生产条件和要求进行合理选择,以期发挥出各固化剂自身的优点,降低生产和使用成本。同时,还介绍了酸催化下呋喃树脂的固化机理的研究进展,并展望了呋喃树脂固化剂的发展方向。     

强度调制的光纤传感器在线监测复合材料成型过程

阐述了光纤监测复合材料成型过程的原理和可行性。研制了依据强度调制的光纤传感器监测复合材料固化成型过程中的内部变化历程,进行了从实验室到生产现场的监测实验。监测结果比较灵敏、精确,达到实用化,为光纤智能技术的发展开辟了新的方向。     

表面处理对玄武岩纤维增强酚醛树脂复合材料界面结合强度的影响

研究了不同浓度盐酸刻蚀处理纤维表面后再进行硅烷KH550、铝锆偶联剂处理对玄武岩纤维增强酚醛树脂基复合材料力学性能的影响,并用扫描电子显微镜观察复合材料表面的胶合情况.结果表明:随着盐酸浓度的提高,玄武岩纤维增强酚醛树脂(BF-PF)复合材料拉伸性能先降低后升高,在12 mol/L时达到最大值,弯曲性能和ILSS均降低,在6mol/L时为最大值.铝锆偶联剂处理的BF-PF复合材料的拉伸性能优于KH550处理的复合材料,但弯曲性能和ILSS低于KH550处理的复合材料.     

纤维网格增强超高韧性水泥复合材料加固混凝土圆柱受压性能试验

为提升纤维增强聚合物复合材料（FRP）在加固材料中的优势和发挥效率,同时克服传统纤维网格增强砂浆的抗裂性差的缺点,将超高韧性水泥基材料（ECC）替代砂浆作为FRP网格无机黏结剂的新型复合材料已被提出,但仍缺乏相关的基础研究。本文以新型聚乙烯型ECC为基材,重点研究FRP grid/ECC加固混凝土柱的加固机制。以标准混凝土圆柱为试验对象,采用新型ECC材料为基材的FRP grid/ECC复合材料,以不同强度素混凝土、不同网格材料（玄武岩纤维增强聚合物复合材料（BFRP）与碳纤维增强聚合物复合材料（CFRP）网格）为试验变量,研究了该加固方式下对混凝土轴心受压性能的影响。试验结果表明,该加固方法可有效改善素混凝土脆性压溃破坏模式,提高峰值强度及受压延性。基于FRP grid/ECC材性特征,提出两阶段FRP grid/ECC加固机制,并基于该机制提出加固素混凝土圆柱承载力计算方法。      

改性磷酸盐自硬砂用固化剂研究

目的研究稀土改性固化剂对磷酸盐自硬砂性能的影响。方法采用稀土对氧化镁固化剂进行改性,制备稀土改性复合固化剂,并将其应用于磷酸盐自硬砂。结果稀土改性复合固化剂对磷酸盐自硬砂抗吸湿性有积极的影响,能够有效提高自硬砂的抗吸湿性。结论稀土改性复合固化剂能够有效地提高磷酸盐自硬砂的抗拉强度和存放稳定性,抗吸湿性能良好。     

玄武岩纤维纱线的耐高温性能研究

采用多种分析手段对国内某公司生产的玄武岩纤维纱线的高温性能及其机理进行研究。结果表明,随温度的升高,玄武岩纤维纱线的断裂强度呈现先增加后降低的规律,其中,在200℃时能够获得最佳力学性能。在升温过程中,表面处理剂先后发生团聚、分解挥发等变化,主要通过改变纱线的表面粗糙度和承受载荷的纤维数目间接地影响断裂强度。此外,高温处理后的玄武岩纤维纱线内部结构受到一定程度的不可逆破坏。     

晶须增强增韧聚合物基复合材料机理研究进展

简介了晶须增强增韧聚合物基复合材料研究的现状;并较全面地介绍了各种增强增韧机理,主要包括:裂纹桥接、裂纹偏转、拔出效应等机理。晶须增强增韧聚合物基复合材料主要表现在:(1)晶须导致基体局部应力状态改变;(2)晶须对基体结晶行为产生影响。文中还简要介绍了在实验过程中影响聚合物基晶须复合材料性能的几个重要的因素,如与界面相关的一系列因素和晶须在基体中含量、晶须在基体中的分散程度、晶须长径比以及在基体中的排列方向等。     

Optimization of infrared radiation cure process parameters for glass fiber reinforced polymer composites

Elevated temperature post curing is one of the most critical step in the processing of polymer composites. It ensures that the complete cross-linking takes place to produce the targeted properties of composites. In this work infrared radiation (IR) post curing process for glass fiber reinforced polymer composite laminates is studied as an alternative to conventional thermal cure. Distance from the IR source, curing schedule and volume of the composite were selected as the IR cure parameters for optimization. Design of experiments (DOE) approach was adopted for conducting the experiments. Tensile strength and flexural strength of the composite laminate were the responses measured to select the final cure parameters. Analysis of variance (ANOVA), surface plots and contour plots clearly demonstrate that the distance from the IR source and volume of the composite contribute nearly 70% to the response functions. This establishes that polymer composites cured using IR technique can achieve the same properties using only 25% of the total time compared to that of conventional thermal curing.