玻纤含量对短玻纤增强聚丙烯复合材料水辅注塑制品壁厚与微观形态的影响

以玻纤质量分数分别为10%、20%、30%、40%的短玻纤增强聚丙烯复合材料制备了系列水辅注塑管件,观测比较了实验条件下玻纤含量对沿流动方向的壁厚及玻纤的取向分布的影响。发现在实验条件下,沿流动方向管件的壁厚呈逐渐增大的趋势,随着玻纤含量的增加,管件壁厚逐渐减小;玻纤的分布在管件壁厚层可分为近模壁层、中间层、近水道层三层;在近模壁层和近水道层玻纤的取向度较高,但在玻纤含量较高时存在玻纤断裂现象;中间层的玻纤取向度较低。最后从水辅助注塑的流场特点及玻纤的相互作用阐述了玻纤含量对管件壁厚及玻纤取向分布的影响机理。     

玻纤质量分数对短玻纤增强聚丙烯水辅助共注塑管件的影响

水辅助共注塑成型技术(Water-assisted co-injection molding,WACIM)是一种结合共注塑技术和水辅助注塑技术的新型注塑工艺。特定的工艺过程使得玻纤增强复合材料应用于WACIM工艺时具有特定的玻纤取向规律和增强特点。以纯聚丙烯(PP)为内层材料、不同质量分数的短玻纤增强聚丙烯(GF/PP)为外层材料制备系列WACIM管件,比较分析了实验条件下玻纤质量分数对管件壁厚、玻纤取向分布及拉伸强度的影响规律与机制。研究发现在玻纤质量分数不超过30wt%时,管件壁厚差异不明显,当玻纤质量增加到40wt%时,管件内外壁厚均增大;WACIM管件外层按玻纤取向的分布特点均可分为近界面层、中间层和近模壁层,玻纤沿流动方向的取向程度由内向外依次降低;管件的拉伸性能随着玻纤质量分数的增加呈先增后减的趋势,玻纤质量分数为30wt%时管件拉伸强度最好。与玻纤增强聚丙烯的水辅助注塑成型(WAIM)管件比较,发现两种工艺中玻纤质量分数对壁厚、玻纤取向分布和拉伸强度的影响有差异,影响机制有所区别。     

短玻纤增强聚丙烯注射压力对微观结构和力学性能影响

报道了短玻纤增强聚丙烯复合材料中玻纤及注射压力对材料微观结构和力学性能的影响规律。实验结果表明: 随着玻纤含量提高, 复合材料的拉伸强度提高, 而断裂伸长率、冲击强度和熔体流动速率则下降。注射压力提高, 拉伸试样芯层中玻纤的平均取向角下降, 取向度提高, 因而拉伸强度增大, 冲击强度下降。皮层结构中玻纤沿熔体流动方向高度取向。聚丙烯球晶尺寸随玻纤含量增加而变小, 规整度也变差, 至40% 时, 聚丙烯已难以形成规整的球晶结构。     

建筑节能用玻纤复合材料的制备及其性能研究

选择以环氧树脂E51为基体，玻璃纤维为增强相，间苯二胺为固化剂，玻璃纤维掺杂量为环氧树脂和固化剂总质量的0,5%,10%,15%和20%,制备出了玻纤复合材料。研究了不同玻璃纤维掺杂量对玻纤复合材料微观形貌、孔径分布、力学性能及导热性能的影响。结果表明，掺入适量的玻璃纤维后提高了环氧树脂各部分与纤维之间的结合强度，从而改善了玻纤复合材料的致密性，减小了平均孔径、孔体积和孔隙。当玻璃纤维的掺杂量为15%(质量分数)时，玻纤复合材料的孔洞和缺陷数量最少，结合强度和致密性最佳，孔体积最小为0.95 cm³/g,平均孔径最小为26.3 nm,孔隙率最低为0.93%。随着玻璃纤维掺杂量的增加，玻纤复合材料的抗拉强度、断裂延伸率和抗折强度均先增高后降低，导热系数先降低后增大。当玻璃纤维的掺杂量为15%(质量分数)时，抗拉强度、断裂延伸率和抗折强度均达到最大值，分别为45.10 MPa, 1.61%和39.60 MPa;导热系数最低为0.021 W/(m·K),保温性能最佳，在建筑节能材料的开发与应用方面具有广阔的前景。     

水驱动弹头辅助注塑管件壁厚的工艺影响

对水驱动弹头辅助注塑(W-PAIM)中工艺方法和工艺参数对管件壁厚的影响进行了实验研究。对水驱动弹头辅助注塑短射法(W-PAIM-S)、溢流法(W-PAIM--O)及水辅助注塑短射法(WAIM-S)、溢流法(WAIM-O)4种工艺方法进行比较,发现W-PAIM管件比WAIM(水辅助注塑技术)管件壁厚要薄得多,而W-PAIM-O管件壁厚又比W-PAIM-S管件壁厚要更均匀。采用正交试验法考察了熔体温度、注水压力、射胶压力、保压时间、注水延迟时间、模具温度对WPAIM-O管件壁厚的影响规律与大小,发现注水延迟时间和熔体温度对壁厚影响很大,因素影响比合计超过70%;而射胶压力、注水压力及保压时间的影响较小,因素影响比合计不足17%;管件残余壁厚随注水延迟时间的延长逐渐增大,随着熔体温度的升高先减小后增大。     

水驱动弹头辅助注塑管件壁厚的工艺影响EI北大核心CSCD

对水驱动弹头辅助注塑(W-PAIM)中工艺方法和工艺参数对管件壁厚的影响进行了实验研究。对水驱动弹头辅助注塑短射法(W-PAIM-S)、溢流法(W-PAIM--O)及水辅助注塑短射法(WAIM-S)、溢流法(WAIM-O)4种工艺方法进行比较,发现W-PAIM管件比WAIM(水辅助注塑技术)管件壁厚要薄得多,而W-PAIM-O管件壁厚又比W-PAIM-S管件壁厚要更均匀。采用正交试验法考察了熔体温度、注水压力、射胶压力、保压时间、注水延迟时间、模具温度对WPAIM-O管件壁厚的影响规律与大小,发现注水延迟时间和熔体温度对壁厚影响很大,因素影响比合计超过70%;而射胶压力、注水压力及保压时间的影响较小,因素影响比合计不足17%;管件残余壁厚随注水延迟时间的延长逐渐增大,随着熔体温度的升高先减小后增大。     

螺杆类型对玻纤增强阻燃聚己二酰丁二胺二次料力学和热学性能的影响

通过研究挤出过程中螺杆类型的变化对玻纤增强阻燃聚己二酰丁二胺二次料(RGFFRPA46)的玻纤长度、力学、热学性能的影响。结果说明,采用长径比为4.3∶1的单螺杆挤出后,RGFFRPA46的玻纤平均长度和力学性能下降幅度分别为4.4%和3.6%,热性能下降不明显。随着单螺杆长径比增加为40∶1,RGFFRPA46在挤出过程的停留时间加长,受到剪切作用增加,导致RGFFRPA46挤出后的玻纤平均长度、力学和热学性能下降幅度增加。当RGFFRPA46采用螺杆长径比30∶1、直径为30mm的双螺杆挤出后,其玻纤平均长度和力学性能下降幅度分别达到了33.2%和23%,并且热学性能降低幅度最大。     

建筑用聚酯玻纤复合材料的制备与性能分析

选择不饱和聚酯树脂为基体材料，以玻璃纤维为增强相，采用模压成型工艺制备了不同玻璃纤维掺杂量(0,5%,10%,15%和20%(质量分数))的聚酯玻纤复合材料，分析了玻璃纤维含量对复合材料的微观形貌、热稳定性、拉伸性能和弯曲性能的影响。结果表明，聚酯玻纤复合材料中玻璃纤维和不饱和聚酯主要以物理作用为主，适量的玻璃纤维掺杂后能与聚酯基材紧密结合，分布具有方向性。随着玻璃纤维掺杂量的增大，聚酯玻纤复合材料的分解温度先增大后减小，且耐热性能提高，当玻璃纤维的掺杂量为15%(质量分数)时，复合材料的T_50%达到最大值368.47℃。力学性能测试表明，随玻璃纤维掺杂量的增大，复合材料的拉伸强度和冲击强度先增大后减小，断裂延伸率和弯曲强度持续降低，当玻璃纤维的掺杂量为15%(质量分数)时，复合材料的力学性能最优，拉伸强度最大为26.1 MPa,断裂延伸率为2.6%,冲击强度达到最大值8.1 MPa,弯曲强度为30.5 MPa。     

螺杆类型对玻纤增强液晶聚合物二次料流变及力学热学性能的影响

研究了挤出过程中螺杆类型的变化对玻纤增强液晶聚合物二次料(RLCP-6130)流变、力学、热学性能的影响。结果表明,采用长径比为30∶1、直径为30mm的单螺杆挤出,RLCP-6130的流变和热性能下降幅度最低,玻纤平均长度和力学性能下降幅度分别低于8.4%和7.6%。随着单螺杆长径比和直径的增加,复合材料在挤出过程的停留时间加长,受到的剪切作用也增加,材料的玻纤平均长度、力学和热学性能下降幅度增加。RLCP-6130采用双螺杆(L/D=30,Φ=30mm)挤出时,玻纤平均长度和力学性能下降幅度分别超过50%和21%,剪切黏度和热学性能也出现最大幅度的降低。     

磨碎玻纤增强环氧树脂应变片基底材料的研究

以表面改性的磨碎玻纤为增强材料制备了环氧树脂薄膜作为传感器应变片的基底材料。考察了玻纤表面改性及添加量对材料性能的影响。结果表明,随着偶联剂用量、玻纤填充量的增加材料的拉伸强度和拉伸模量均先增大后减小。薄膜微结构表明,填充20wt%的改性玻纤增强材料中纤维能够更好的分散在树脂中,玻纤在材料内部比较集中的区域能够互相交叠。随着改性玻纤含量的增加材料的玻璃化温度和抗蠕变性能明显改善。结果证实,填充20wt%的1wt%KH-550偶联剂改性的磨碎玻纤的增强环氧树脂材料具有最佳的力学强度、耐热性和抗蠕变性能。     

电子玻纤国内外发展研究现状分析

随着全球多层电路板朝着高精度、高密度、高性能及多层化方向发展,全球电子玻纤布也朝着多成分、多结构、多规格及多厚度方向发展.论文详细论述了中国大陆、台湾地区和欧美地区电子玻纤的发展现状,对国内外电子级玻纤的研究现状进行了综述,分析了电子玻纤的发展趋势,提出发展超细电子玻纤是使促使我国从玻纤生产大国向玻纤生产强国发展的必由之路,最后讨论了超细电子玻纤研发的关键技术.     

玻纤增强注塑件的均匀化弹性力学参数研究

基于均匀化方法,根据长玻纤增强聚丙烯(LGFR-PP)的微观特征,建立了非连续长玻纤增强复合材料的代表性体积单元(RVE),通过有限元方法模拟预测了复合材料的宏观等效弹性力学参数,与注塑样条拉伸性能测试结果进行了比较。研究表明,通过在玻纤两侧增加聚丙烯(PP)分布,所采用的RVE较传统连续纤维的有限元模型更为合理;当玻纤成单一取向时,玻纤增强聚丙烯为一种横观各向同性材料;改变玻纤取向与拉伸方向之间的角度,拉伸方向的等效模量先微幅减小,再迅速降低,而后趋于稳定。利用均匀化方法预测非连续长玻纤增强注塑件的等效弹性力学性能具有较高的工程可行性,能进一步为玻纤增强注塑件的结构服役性能分析提供科学依据。     

6A02铝合金异形截面小弯曲半径薄壁管液压成形工艺研究

目的 研究6A02铝合金异形截面薄壁管的液压成形过程,改进管件的成形质量。方法 使用Abaqus软件进行数值模拟,通过考察管件壁厚分布情况、管件轴线的最小弯曲半径及管壁与模具贴合情况,研究了内压、轴向进给量、加载路径及合模过程中的内压与进给对成形质量的影响,并提出了合模力–轴向进给–内压三者同时配合的加工方法。结果 通过数值模拟确定了无轴向进给情况下管件薄弱处发生破裂时的内压为7.5 MPa,发生起皱前的最大轴向进给量为2 mm,最低整形内压为80 MPa。确定了在合模过程中进给0.75 mm、合模后继续按照特定加载路径进行内压提升和轴向进给、最后施加80 MPa的整形压力的情况下成形效果最好。通过此路径加工出的管件最小壁厚为0.42 mm,最大减薄率为16%,轴线最小弯曲半径为1.258 mm,与模具间隙面积为0.065 mm²。结论 适当的内压–轴向进给可以实现较好的成形质量。在合模过程中,施加与合模力相配合的轴向进给和内压能增加管件弯曲处薄弱部分的补料量,改善管件在合模后的壁厚分布情况,进一步提升管件最终成形质量。     

短玻纤增强聚丙烯注射充模过程的数值模拟

通过对玻纤增强聚丙烯注射充模阶段纤维取向的研究,考虑流场和纤维取向的相互作用,基于连续介质力学理论,建立了耦合有纤维取向的薄壁制品注射充模阶段的双尺度模型,并使用有限元/有限差分/控制体积法对控制方程组进行了求解,预测结果与实际基本符合.     

静电植绒法处理多壁碳纳米管改性玻纤织物/环氧树脂复合材料的制备及力学性能

为提高玻纤增强环氧树脂复合材料的力学性能,采用静电植绒法将多壁碳纳米管(MWCNTs)附着在玻纤织物表面,得到改性的玻纤织物。利用一种低黏度的环氧树脂和所制得的改性织物,采用真空辅助成型工艺(VARI)制备了MWCNTs改性格玻纤织物/环氧树脂复合材料层合板,表征了层合板的力学性能。对进行力学实验后的MWCNTs改性玻纤织物/环氧树脂复合材料试样断口进行了SEM和OPM观察。结果显示:与未添加MWCNTs的玻纤织物/环氧树脂复合材料层合板相比,添加了MWCNTs的层合板的拉伸强度降低了10.24%,弯曲强度降低了13.90%,压缩强度降低了17.33%,拉伸模量和弯曲模量分别提高了19.38%和16.04%,压缩模量提高了13%;MWCNTs与玻纤织物之间的结合较弱,在拉伸作用下,存在明显的脱粘和分层;将改性玻纤织物在200℃下热压处理2h后,制备的MWCNTs改性玻纤织物/环氧树脂复合材料层合板的力学性能均有所提高,热压处理后树脂与玻纤织物之间的界面结合得到改善。     

双向玻纤织物复合材料双轴拉伸载荷下的力学行为

为研究双向玻纤织物复合材料在复杂应力状态下的力学行为,设计双轴加载十字型试样,对其进行不同载荷比的双轴拉伸实验,对比分析了材料在双轴拉伸载荷下的拉伸模量、拉伸强度及失效模式。结果表明:双向玻纤织物复合材料单轴拉伸行为表现为后期非线性、脆性断裂,双轴拉伸载荷下非线性现象更为显著;双轴拉伸模量随载荷的增大而增加,双轴拉伸载荷对材料的拉伸模量具有一定的强化作用;材料的双轴拉伸强度存在双向弱化效应,等比例双轴拉伸时,双轴拉伸强度最低,仅为单轴强度的60.5%;试样破坏发生于中心实验区域,材料不同载荷比的破坏形式有所不同,分别主要表现为纤维断裂、基体失效和玻纤布分层。     

玻纤表面动态润湿行为

提出了采用线性回归处理分析玻纤与浸润液体动态润湿的新方法,结合高精度电子天平,表征了玻纤表面动态润湿性能。研究结果表明：在玻纤表面动态润湿过程中,随着润湿速度的增加,动态接触角有增大的趋势,玻纤与去离子水、乙二醇、760E环氧、CYD128环氧的接触角分别由66.04°、42.21°、51.31°、73.90°增加到69.05°、46.95°、74.58°、170.06°,玻纤表面可润湿性能下降。玻纤表面动态润湿过程中,黏度越大,随着润湿速度增加,可润湿性能下降越快,即玻纤与CYD128环氧体系的接触角下降96.16°,而与760E环氧树脂和乙二醇的接触角下降分别为23.27°和4.74°。基于新方法的玻纤表面动态润湿系统中,玻纤所受作用力随三相接触线移动速率和浸润液体黏度的增加而增大。     

短玻纤增强尼龙10T复合材料的热氧老化性能

通过熔融共混法制备短玻纤增强尼龙10T(SGF/PA10T)复合材料,采用DSC、DMA、红外光谱、力学测试等表征方法对240℃下SGF/PA10T的热氧老化性能进行研究。结果表明:热氧老化使SGF/PA10T的初始结晶温度有所增加,玻纤与PA10T基体之间的界面作用减弱,阻尼性能下降;随着热氧老化时间的延长,复合材料的玻璃化转变温度先增加后减小,通过Arrhenius方程对SGF/PA10T发生玻璃化转变时的活化能进行计算,结果进一步证明热氧老化影响分子链的活动能力,并且PA10T分子链在老化初期发生微交联;同时热氧老化显著降低SGF/PA10T的力学性能,当老化天数为50d时,拉伸强度、弯曲强度和缺口冲击强度保持率分别为18.4%,9.8%和37.7%。     

氮磷无卤阻燃剂阻燃玻纤增强尼龙6的研究

采用热聚合的方法制备了氮磷无卤阻燃剂M PP,用于阻燃玻纤增强尼龙6。通过在阻燃体系中引入成炭催化剂杂多酸(HPA)和阻燃改性剂(CR),成功地解决了玻纤增强尼龙6燃烧时的“烛芯效应”问题。系统研究了HPA和CR对玻纤增强尼龙6阻燃性能的影响。结果表明,所制备的阻燃剂M PP是由三聚氰胺聚磷酸盐和三聚氰胺焦磷酸盐构成,以前者为主。杂多酸和CR对M PP具有协效阻燃作用,加速了尼龙6燃烧时的成炭化学反应,改善了炭层结构。当在阻燃体系中添加2%的杂多酸和2%的CR时,玻纤增强尼龙6可达到UL 94 1.6 mm V-0级的阻燃性能,并具有良好的力学性能。     

内拱处含壁厚减薄缺陷弯头的爆破压力研究

为研究壁厚减薄缺陷对弯头爆破压力的影响,在试验验证可靠性的基础上,建立了弯头内拱处含局部壁厚减薄缺陷爆破压力预测的显式非线性有限元模型,采用等效塑性应变失效作为弯头的失效准则,研究了缺陷尺寸对弯头爆破压力的影响。研究结果表明：缺陷深度小于壁厚70%时,缺陷宽度对爆破压力的影响较小,但缺陷深度大于70%时,其影响较大不能忽略;缺陷长度的增加会导致爆破压力的减小,但二者不是线性关系;当缺陷长度小于15°时,爆破压力随缺陷长度增加降低较快,而缺陷长度大于15°时,爆破压力随缺陷长度增加降低趋缓;缺陷相对深度是影响爆破压力的主要因素,爆破压力会随着缺陷相对深度的增加而快速降低。