纤维热氧-接枝处理与基体改性对CF/VE复合材料力学性能的影响

针对碳纤维增强乙烯基酯树脂(CF/VE)复合材料界面性能薄弱的问题,通过热氧-接枝的方法对碳纤维表面进行改性,通过添加偶联剂改性树脂,并采用真空辅助成型工艺制备了CF/VE复合材料。通过纤维扫描电镜(SEM)表征和CF/VE复合材料力学性能测试、动态力学测试、界面粘结参数计算以及界面的微观表征验证改性方法的效果。SEM测试表明改性后纤维比表面积和粗糙度提高;TGA测试表明碳纤维氧化温度大于210℃,且氧化温度在600℃时,CF/VE复合材料综合性能最佳;CF/VE复合材料界面性能随隅联剂质量浓度的增大先提高后降低,且在其质量浓度为1%时,层间剪切强度最大,相对于未改性CF/VE复合材料的提高了74.3%;动态力学性能测试(DMA)表明改性CF/VE复合材料的玻璃化转变温度Tg较未改性的提高了约10℃;界面粘结参数A和α的定量计算表明改性CF/VE复合材料界面性能得到较大改善。     

陶瓷/树脂/纤维超混杂复合材料的界面控制

以具有不同表面状态的泡沫SiC陶瓷为基本骨架,以改性酚醛树脂为基体,加入短切高硅氧玻璃纤维制备了陶瓷/纤维/树脂超混杂复合材料,研究了界面控制对超混杂复合材料界面粘结强度的影响.结果表明,对于泡沫SiC陶瓷骨架,在表面生长多孔过渡层或表面堆积SiC颗粒等方法可提高树脂陶瓷之间界面的粘结强度.通过良好的界面控制,可显著提高复合材料的弯曲强度和弯曲模量,模量的提高比强度的提高幅度更大.偶联剂处理使高硅氧纤维与树脂基体的粘结强度增加,从而提高复合材料的弯曲强度.     

二氧化硅纳米颗粒增强炭纤维/环氧树脂界面性能

纤维与基体间的界面性能是决定纤维增强树脂基复合材料力学性能的关键因素。采用单纤维断裂实验方法研究二氧化硅纳米颗粒对炭纤维/环氧树脂复合材料界面的增强作用。实验结果表明,涂覆在炭纤维表面和均匀分散在环氧树脂基体中的二氧化硅纳米颗粒含量分别为4.9g/m2和25%(质量分数)时,复合材料界面性能均得到改善,界面抗剪强度相比纯树脂体系分别提高了10.0%和15.0%。通过对纤维断点处双折射光斑和样品断面形貌等信息分析,可知纳米颗粒均匀分散并镶嵌到炭纤维表面沟槽中形成的锁扣结构是界面性能提高的重要原因。     

聚芳醚砜醚酮酮及其炭纤维复合材料的力学性能

合成了聚醚砜醚酮酮(PESEKK),研究了纯树脂的热、力学性能。制备了炭纤维和聚醚砜醚酮酮(炭纤维是标准T300)复合材料,着重研究了此新型复合材料的力学性能。结果表明,随着复合材料中PESEKK树脂质量比增加,T300CF/PESEKK复合材料的拉伸强度、弯曲强度、拉伸模量和弯曲模量逐渐增加。其中弯曲强度和弯曲模量增加的幅度比拉伸强度和拉伸模量增加的幅度更大。当PESEKK质量分数为60%左右时,复合材料的综合力学性能达到最佳值。因此聚醚砜醚酮酮可作为增强炭纤维力学性能的基体树脂。     

石墨烯/炭纤维/聚醚醚酮复合材料的制备及性能北大核心CSCD

使用层间喷涂法制备了石墨烯/炭纤维/聚醚醚酮(GR/CF/PEEK)复合材料,对材料微观形态、力学性能、热学以及电学性能进行了分析。结果表明,0.1 wt%的石墨烯的加入即可使复合材料的层间剪切强度(ILSS)从57.3 MPa增加到77.6 MPa,弯曲强度和弯曲模量分别从1 226.2 MPa、64.5 GPa增加到1 512.3 MPa、73.6 GPa。差示扫描量热结果证明少量石墨烯的加入能够提高复合材料基体的结晶度。同时复合材料的热导率和电导率也随着石墨烯含量的增加而增加,加入0.5 w t%的石墨烯,复合材料的热导率和电导率与未加入石墨烯相比分别增加了15.5%和73.1%。GR/CF/PEEK复合材料与CF/PEEK相比具有更优良的综合性能。     

石墨烯/炭纤维/聚醚醚酮复合材料的制备及性能

使用层间喷涂法制备了石墨烯/炭纤维/聚醚醚酮(GR/CF/PEEK)复合材料,对材料微观形态、力学性能、热学以及电学性能进行了分析。结果表明,0.1 wt%的石墨烯的加入即可使复合材料的层间剪切强度(ILSS)从57.3 MPa增加到77.6 MPa,弯曲强度和弯曲模量分别从1 226.2 MPa、64.5 GPa增加到1 512.3 MPa、73.6 GPa。差示扫描量热结果证明少量石墨烯的加入能够提高复合材料基体的结晶度。同时复合材料的热导率和电导率也随着石墨烯含量的增加而增加,加入0.5 w t%的石墨烯,复合材料的热导率和电导率与未加入石墨烯相比分别增加了15.5%和73.1%。GR/CF/PEEK复合材料与CF/PEEK相比具有更优良的综合性能。     

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。     

CNTs强化碳纤维/环氧复合材料界面过渡层及其对界面性能的影响

采用上浆的方法将碳纳米管(CNTs)引入到碳纤维表面,制备CF/CNTs/环氧多尺度复合材料。相比上浆处理前,复合材料的层间剪切强度及弯曲强度分别提高了13.54%和12.88%。采用力调制原子力显微镜及扫描电镜的线扫描功能对复合材料界面相精细结构进行分析。结果表明:CNTs的引入在纤维和基体间构建了一种CNTs增强环氧树脂的界面过渡层。该界面过渡层具有一定厚度,且其模量和碳元素含量呈梯度分布。在固化成型前对含有CNTs的复合材料进行超声处理,促使碳纤维表面的CNTs向周围树脂中分散,发现复合材料的界面过渡层被弱化,其层间剪切强度及弯曲强度较超声处理前分别下降了7.33%和5.34%,验证了CNTs强化的界面过渡层对于提高复合材料界面性能的重要作用。     

热氧老化对碳纤维织物增强聚合物基复合材料弯曲性能的影响

为了探索增强体结构对碳纤维增强聚合物基复合材料(CF-PMCs)热氧老化后弯曲性能的影响,对三维四向编织碳纤维/环氧复合材料(简称为三维编织复合材料)和层合平纹碳布/环氧复合材料(简称为层合复合材料)的热氧老化性能进行了研究。利用FTIR、老化失重、弯曲测试和SEM等手段分析了热氧老化前后的试样。结果表明:热氧老化导致基体树脂的氧化断链以及纤维/基体界面结合力的退化是两种复合材料弯曲强度和弯曲模量下降的原因,弯曲强度比弯曲模量更容易受热氧老化的影响。在相同的热氧老化条件下,层合复合材料的热氧老化失重大于三维编织复合材料的,而三维编织复合材料的弯曲强度和弯曲模量保留率均大于层合复合材料的。在140℃下老化1 200h后,层合复合材料的弯曲强度和弯曲模量保留率分别为74.7%和88.3%,而对应的三维编织复合材料的分别为79.4%和91.5%。因此,采用三维编织预制件作为CF-PMCs的增强体是一种有效的提高其热氧稳定性的方法。     

炭纤维表面处理对CF／PI复合材料界面性能的影响

在基体和成型工艺一定的条件下,炭纤维(CF)的表面状态决定了复合材料的界面性质通过空气冷等离子体处理、表面接技NA-酸酐和表面徐没涂层的方法对炭纤维进行表面改性:采用界面微脱粘测试技术表征不同表面处理方法对炭纤维/聚酰亚胶树脂复合材料界面剪切强度的影响;并应用TEM和图像处理技术对其界面进行直观表正计算出不同界面层厚度     

功能性乙烯化合物——乙烯甲酰胺的开发和应用

N 乙烯甲酰胺 (NVF)是受到人们注目的功能性乙烯化合物 ,近年国外已有生产。它有高的聚合性及类似二甲基甲酰胺 (DMF)的高溶解性 ,可用于制备功能性聚合物材料。本文介绍其开发、性能及应用。     

乙烯基醚类化合物的制备方法

本文论述了乙烯基醚类化合物的 3种主要制备方法———乙炔法、脱卤化氢法和缩醛热分解法。并对这 3种方法的优缺点作了评价。     

氯醋共聚树脂的官能团化

以氯乙烯—醋酸乙烯酯共聚树脂为原料，经过醇解后与马来酸酐酯化接枝，得到带羧基的改性树脂。探索其原料配比、催化剂用量、反应时间及反应温度对酯化接枝反应的影响．在酯化反应的最佳条件下：温度100℃，催化剂用量为原料的0．8％，原料和马来酸酐的质量比为1：1，得到酸值为14．39mg KOH/g的氯醋多元共聚树脂，同时用红外光谱进行了表征．     

甜菜碱型烯类单体与羟乙基纤维素的接枝聚合

将甲基丙烯酸二甲胺基乙酯与氯乙酸钠反应制得１种甜菜碱型丙性单体ＤＭＡＣ,用ＩＲ、＾１Ｈ－ＮＭＲ对其结构进行了表征。研究了硝酸铈铵／乙二胺四乙酸氧化原体系引发ＤＭＡＣ与羧乙基纤维素的接枝聚合反应,着重地反应温度、时间、单体浓度及引发剂组成对接枝共聚的影响。     

改性淀粉与乙烯基单体的接枝共聚反应

以过硫酸铵为引发剂研究了物理改性淀粉分别与醋酸乙烯酯和丙烯酸的接枝共聚反应。红外光谱验证了接枝共聚反应的发生。探讨了单体浓度，引发剂浓度，淀粉浓度，反应温度和反应时间等因素对接枝效率的影响。实验结果证明，淀粉与醋酸乙烯酯接枝共聚反应的最佳条件是：单体浓度为3.90mol/L，引发剂浓为7.67mmol/L，反应温度为70℃，反应时间为3h；淀粉与丙烯酸接枝共聚反应的最佳条件是：单体浓度为2.50mol/L，引发剂浓度为3.0mmol/L，反应温度为60℃，反应时间为3h。     

端羧基乙烯基聚四氢呋喃/聚苯乙烯固化反应动力学

通过端羧基乙烯基聚四氢呋喃/聚苯乙烯的固化反应,合成了交联多嵌段共聚物,它可作为阻尼材料。本文研究了上述反应体系的固化反应动力学,研究结果可作为控制固化反应速度的依据。     

含叔胺聚氨酯和聚氯乙烯共混物的介电性质研究

通过运用介电分析的方法对聚氯乙烯和含叔胺聚ε－乙内酯聚氨酯共混物进行了研究。介电研究表明，当聚酯聚氨酯的含量在５０％（质量）左右时，介电损耗曲线表现出单一的玻璃化转变，低于或高于此比例，体系表现出部分相容的两相结构，归一化的介电损耗曲线表明，共混物的损耗曲线宽度宽于聚氨酯和聚氯乙烯的损耗曲线宽度，理论计算表明，体系的相互作用参数Ｘ１２为０．００４。     

氯乙烯与硅氧烷类单体共聚树脂的研究

详细叙述了氯乙烯与硅氧烷类单体的聚合工艺和配方 ,并指出了硅氧烷类单体的选择范围。提供了共聚物氧气透过性的测试方法。     

聚乙烯醇缩丁醛/SiO2纳米复合材料的研究

采用共混法在聚乙烯醇缩丁醛材料中引入纳米SiO₂粒子制备了均匀的PVB/SiO₂复合材料。以UV-VIS,FT-IR,XRD,SEM等现代测试手段表征了材料的微观形貌、结构和光学性能。结果表明:由于纳米SiO₂粒子的引入,使PVB/SiO₂复合材料具有良好的紫外线屏蔽性能。同时,材料的韧性得到明显提高,其断裂伸长率为纯PVB材料的8倍。该材料的制备方法简便易行,具有一定的工业应用前景。     

添加剂对聚氯乙烯热降解性能的影响

研究了硫酸铵和氧化钴对聚氯乙烯(PVC)热降解和热氧化降解过程的影响。氧化钴基本消除了PVC热降解时自诱导脱氯化氢反应特征．氧化性地加速了热降解过程进行．硫酸铵轻微加速了初始热降解反应,由于生成氯化铵而消除了氯化氢释放,实质性改变了PVC氯化氢释放规律,并推迟了PVC主体热降解的进行。