复合材料用几种新型树脂研究进展

本文介绍了作为先进复合材料的几种新型树脂基体的进展,预浸料的制备方法,纤维增强复合材料的性能。本文所涉及的预浸方法具有如下优点:适于不同体系的树脂,预浸料树脂含量均匀,生产效率高等。     

PMR—1及其复合材料的发展与应用

综述了耐高温聚酰亚胺ＰＭＲ－１５的组成及化学性能，预浸料及复合材料的制造、性能及应用，并对ＰＭＲ－１５的发展情况作了介绍。     

预聚工艺对3233树脂基复合材料性能的影响

介绍了3233树脂体系用预聚体的批次稳定性，对比了小批量和放大合成 预聚体所制备的复合材料性能。     

竹质工程材料的制造方法与性能

竹质工程材料是利用性能优良、可迅速再生的竹子为原料制造而成。主要的产品有: 竹集成材、竹层积材和分级竹丝复合材料。在竹子生长、采集、加工、制造、使用和产品的废弃过程中, 消耗能源少, 无污染, 是一种高性能的环保材料。与其它工程材料相比较, 其最大的不足在于材料的均齐性。需要采用多种方法提高材料的均齐性, 包括竹材的分级、规则化的加工、浸胶、定向预压、铺层组坯等工艺技术, 以及采用规范的质量控制和检验方法, 才能制造出符合要求的工程材料。其物理和力学性能良好, 可广泛用于风轮叶片、船舶等领域。      

热熔胶膜法制造预浸料对复合材料力学性能的影响

讨论了热熔胶膜法制备了３２３４／Ｇ８０３ＰＶ预浸料对其复合材料弯曲强度，弯曲模量和层间剪切强度及其保持率的影响，指出使用热熔法制备预浸料可以提高复合材料的耐湿热性。     

PMR－15及其复合材料的发展与应用

综述了耐高温聚酰亚胺ＰＭＲ－１５的组成及化学性能、预浸料及复合材料的制造、性能及应用，并对ＰＭＲ－１５的发展情况作了介绍。     

热塑性纤维复合材料综述

本文简单综述热塑性纤维复合材料的发展，国内外简况，预浸料的制备方法，制品的成型工艺、性能和轻量化指数，以及应用和展望。     

48″溶液法织物预浸机工艺稳定性研究

着重比较了不同批次预浸料的性能，进而评价了４８″溶液法织物预浸工艺稳定性。为批量生产质量合格的预浸料提供了依据。     

国产工装预浸料在复合材料模具上的应用研究

近些年,随着国内碳纤维复合材料模具需求的不断增长,国产工装预浸料的研发和应用备受关注。使用国产GE15环氧树脂基工装预浸料,进行环氧成型模的结构和铺层设计,并对生产工艺过程进行研究,成功完成了一套复合材料模具的试制。针对完成的环氧成型模进行气密性和型面精度实验,发现气密性满足模具30min内绝对真空变化值≤17kPa的要求;以母模实测模型为基准,环氧成型模的常温型面扫描数据范围最大为-0.2～0.214mm,相对精度较高,可以满足使用要求。     

竹纤维/聚乳酸复合材料自然老化性能研究

采用氢氧化钠(NaOH)+异氰酸酯(MDI)处理的界面调控方法对竹纤维/聚乳酸复合材料界面进行调控,通过注射成型工艺制备竹纤维/聚乳酸复合材料。利用傅里叶红外光谱、X射线衍射、凝胶渗透色谱及扫描电镜等分析手段研究了竹纤维/聚乳酸复合材料的自然老化性能。研究发现,自然老化过程中,在水、光、热和氧的协同作用下,复合材料中的聚乳酸分子不断产生水解,分子链断裂,分子量减小,聚乳酸由一定的结晶态逐渐转变为无定形态,结晶度减小,聚乳酸自身强度不断下降,聚乳酸与竹纤维的粘结力不断降低,二者接合界面被破坏,复合材料质量不断减少、力学性能不断下降。老化137d后,复合材料表面出现明显的裂纹,拉伸强度和冲击强度分别降低了69.6%和75.8%。竹纤维/聚乳酸复合材料自然老化较严重,需要采用一定的技术手段进一步改善复合材料户外使用性能。     

碱处理对竹纤维及竹纤维增强聚丙烯复合材料性能的影响

为探究竹纤维表面能对纤维与树脂的粘附功及复合材料界面的影响,采用碱处理对竹纤维进行表面改性,通过模压工艺制备了竹纤维增强聚丙烯(PP)复合材料。研究了碱处理对竹纤维性能、竹纤维与PP间的粘附功及对竹纤维/PP复合材料力学性能的影响,采用SEM研究了不同浓度碱处理后竹纤维表面形貌的变化。结果表明:随着碱浓度的增加,竹纤维断裂强度呈现一定波动,当碱浓度为1wt%时竹纤维断裂强度达到最大值;竹纤维与PP的粘附功与竹纤维极性比密切相关,竹纤维极性比越小,粘附功越大;随着碱浓度增大,竹纤维与PP间粘附功与竹纤维/PP复合材料剪切性能呈现相同的趋势,并且都在碱浓度为20wt%时达到最大值,此时竹纤维与PP的粘附功较未处理时提高了67.18%;竹纤维/PP复合材料剪切性能较未处理时提高了23.29%;复合材料弯曲强度在碱浓度为5wt%时达到最大值,相比未处理时提高了23.13%。     

竹纤维增强聚乳酸复合材料热老化性能

采用氢氧化钠和异氰酸酯处理的界面调控方法对竹纤维(BF)增强聚乳酸(PLA)复合材料界面进行调控,通过注射成型工艺制备BF/PLA复合材料。利用FTIR、XRD、凝胶渗透色谱及SEM等分析手段研究了BF/PLA复合材料热老化性能。研究发现: 热老化过程中PLA分子链中的C O不断水解,分子链的C—O断裂生成聚合度更低的小分子量的PLA,PLA结晶度减小,PLA与BF的接合界面被破坏,拉伸强度和冲击强度随老化时间的增加逐渐降低。BF/PLA复合材料在80℃热老化16天后拉伸强度和冲击强度分别降低了75%和77.6%,在100℃热老化32 h后拉伸强度和冲击强度分别降低了80.3%和83.4%。温度对BF/PLA复合材料老化影响显著,温度越高,老化速度越快。     

竹纤维/聚乳酸可生物降解复合材料自然降解性能

通过注射成型工艺制备竹纤维/聚乳酸（BF/PLA）可生物降解复合材料。利用X射线衍射（XRD）、凝胶渗透色谱（GPC）、三维视频显微镜及扫描电镜（SEM）等分析手段研究了BF/PLA复合材料自然降解性能。研究结果表明：BF/PLA复合材料自然降解过程中BF首先降解,PLA逐步分层缓慢降解,复合材料质量逐渐减少;PLA分子链上酯基与水反应,分子链不断断裂,结晶度减小,平均分子量降低,分子量分布变窄;复合材料颜色变深,表面变得粗糙不平,部分裸露的BF清晰可见,其拉伸强度和冲击强度逐渐下降。12个月后,BF/PLA复合材料质量损失率达到8.87%,PLA重均分子量降低了25.9%,复合材料的冲击强度和拉伸强度分别降低了44.0%和43.8%。BF/PLA可生物降解复合材料在土壤中的自然降解效率较低。     

Processing and compressive response of functionally graded composites

Use of hollow particles in composite materials provides a unique possibility of creating functionally graded composites (FGCs) where the gradient is present in the particle wall thickness. The present work is focused on developing a processing method for creating such FGCs using hollow particles. The processing method is based on co-curing slurries of various compositions to obtain the desired final composition and configuration of FGCs. The fabricated composites are characterized for compressive properties. In addition, the same types of particles are used to create FGCs containing volume fraction gradient. The compressive properties of both types of composites are compared and some distinct advantages are observed in the wall thickness variation approach, which include better possibilities of tailoring their physical and mechanical properties.     

计及纤维交叉起伏影响的缠绕复合材料刚度分析

针对缠绕复合材料交叉起伏区域的细观结构,建立了一种细观分析模型。首先,将纤维交叉起伏区域划分为环向交叉起伏区和螺旋交叉起伏区2种类型;然后,以缠绕面为基准,用平行横截面将起伏区域空间结构模型离散化为多个子模型,运用纤维束起伏角、富树脂区域尺寸、纤维束的体积分数、纤维束的横截面形状及尺寸等细观参数来描述缠绕复合材料交叉起伏区域的细观结构。基于所建立的细观模型及层合板理论,提出了缠绕复合材料交叉起伏区域的等效刚度计算方法。通过算例研究了纤维束截面、纤维束起伏角以及富树脂区体积分数等细观参数对局部区域等效刚度的影响。结果表明:环向交叉起伏区的弹性模量比螺旋交叉起伏区下降得更为明显;在富树脂区域,弹性模量和剪切模量降低较为明显,而泊松比则有所增大。纤维束厚度增加及纤维束截面变化对交叉起伏区域等效刚度会产生明显影响。      

纳米TiO2/涤纶海岛丝针刺无纺布光催化复合材料的制备及性能

以德固赛P25纳米TiO₂为光催化材料、去离子水为介质,分别以十二烷基硫酸钠（SDS）、十二烷基苯磺酸钠（DBS）、聚乙烯毗咯烷酮（PVP）、十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）、聚丙烯酸钠（PAAS）为分散助剂,制得系列纳米TiO₂光催化分散液。用纳米TiO₂光催化分散液对涤纶海岛丝针刺无纺布（PFN-NWF）进行二浸二轧后整理,得到TiO₂负载的PFN-NWF （TiO₂/PFN-NWF）光催化复合材料。采用激光粒度仪、TEM、SEM、拉伸、透气等表征测试,通过静置、光催化降解辣椒油和甲醛溶液等方法评价。结果表明：分散助剂自身的酸碱属性及分子结构对纳米TiO₂分散体系有重要影响,其中PAAS分散效果最佳;纳米TiO₂在PFN-NWF上包覆均匀,负载率为4.79%,负载牢度高;自然光照射60 min,试样上2 mL油污达到完全自清洁效果;300 W氙灯照射2 h,TiO₂/PFN-NWF光催化复合材料试样对甲醛的降解率达到95.98%,5次循环使用后,降解率为90.19%。     

竹纤维/聚乳酸复合材料界面调控

分别采用碱(NaOH)处理、 异氰酸酯(MDI)处理以及NaOH+MDI处理的界面调控方法对竹纤维/聚乳酸复合材料界面进行调控。结果表明, NaOH处理可以进一步细化竹纤维, 增加比表面积, 实现对竹纤维/聚乳酸复合材料界面的物理调控; MDI处理能够实现对复合材料界面的化学调控; 三种界面调控方法均可以改善竹纤维/聚乳酸复合材料的力学性能, 而NaOH+MDI界面调控效果最佳, 调控处理后复合材料拉伸强度和冲击强度分别增加了36.9%和36.5%。     

瓦楞型竹束单板复合材料的制备及力学性能表征

探索了一种新型竹质工程构件——瓦楞型竹束单板复合材料(CBLC)的制备工艺,研究了三种典型铺装类型(Ⅰ型:(0°)6;Ⅱ型:(0°/90°)3;Ⅲ型:(90°)6)对其拉伸、双向弯曲、三维压缩性能的影响,同时利用数字散斑相关方法(DSCM)对其弯曲应变场信息进行了表征.结果表明:铺装类型对各项力学性能有明显影响,对于拉伸、纵向弯曲性能,Ⅰ型＞Ⅱ型＞Ⅲ型,对于横向弯曲,Ⅱ型＞Ⅲ型＞Ⅰ型.不同铺装类型下CBLC的拉伸断裂机制亦各不相同:Ⅰ型为延性断裂,Ⅱ型为逐渐分层断裂,Ⅲ型为脆性断裂.x和y方向应变场集中分布在试样底端最外层瓦楞波形连接处,且Exx＜Eyy.多重比较分析表明:抗压缩性能在三维方向上存在明显差异,且y＞x＞z;铺装类型对CBLC的抗压载荷、抗压强度有很大影响,而抗压模量差异不明显.