碳纤维三维网络体增强环氧树脂复合材料的性能

以酚醛树脂粘结短切碳纤维(SCF)并炭化制得碳纤维三维网络增强体(CFNR),再采用真空袋成型法浸入环氧树脂(EP)制得新型EP/CFNR复合材料。通过显微镜观察CFNR和复合材料的微观结构,采用万能试验机测试力学性能,以及用电阻仪测定导电性能等方法对复合材料进行了评价。结果表明,炭化后的酚醛树脂将SCF粘结成连续的三维网络结构,EP/CFNR复合材料中SCF间有明显可见的炭质粘结点;当SCF质量分数为7.3%时,EP/CFNR复合材料较纯EP,EP/SCF复合材料的弯曲强度分别提高33%,29%,压缩强度分别提高23%,10%,同时,其体积电阻率是EP/SCF复合材料的1/45。     

硝酸处理对碳纤维增强环氧树脂复合材料的性能影响

以用浓硝酸处理改性后的碳纤维为增强体,用乙二胺(DBP)为固化剂,邻苯二甲酸二丁酯为增塑剂,以低分子量环氧树脂(E-51)为基体制备碳纤维增强环氧树脂复合材料(CFRP)。SEM测试表明用酸处理碳纤维后,碳纤维表面的极性和粗糙度得到了提升。DMA测试表明储能模量和玻璃化温度都得到了显著提升。控制酸处理时间,可以明显改善碳纤维和环氧树脂之间的结合力,提高复合材料的力学性能。     

Chemical Recycling of Carbon Fiber Reinforced Epoxy Composites Using Mild Conditions

The increased use of carbon fiber reinforced thermosets generates more waste and end-of-life products. However, an efficient recycling method for the expensive carbon fibers has not yet been developed. The selective decomposition of amine-cured epoxy resin under mild conditions is presented. A two-step method was investigated to decompose the epoxy resin. The optimum parameters were initially determined using a model compound. By analysis of the reaction products, a cleavage of the C–N bond according to the Cope elimination could be proven. Therefore, the Cope elimination is suggested as the main step of the decomposition of amine-cured epoxy resins in presence of hydrogen peroxide. By dissolving the resin, it is possible to recover resin-free fibers with unimpaired mechanical properties.     

碳纤维增强BT-HA复合材料的制备与性能

目前,人工骨由于力学性能不佳在应用上受到极大的限制,因此,如何在保证人工骨具有压电性能和生物性能的前提下提高其力学性能成为了研究热点。本文以钛酸钡-羟基磷灰石(BT-HA)复合材料为基体,质量分数为5%的碳纤维(C_f)作为增强体,利用传统固相烧结法制备了C_f/BT-HA复合材料,目的是在保证电学性能不变的前提下提高复合材料的力学性能。结果表明,BT-HA复合材料中加入C_f后,电学性能基本保持不变,力学性能得到了很大的提升。样品具有较好的铁电性,压电常数d₃₃为37 pC/N,居里温度为170 ℃,高于人工骨的使用温度。抗弯强度达到121.7 MPa,硬度达到3.56 GPa,均增大到未加C_f样品的3倍,断裂韧性增加了1倍,达到1.21 MPa·m^1/2。C_f/BT-HA复合材料没有细胞毒性且骨诱导性良好,有望应用于骨替代材料领域。     

快速固化环氧树脂/碳纤维复合材料的性能

利用差示扫描量热分析仪研究了一种快速固化环氧树脂体系的固化工艺参数,确定了以真空辅助树脂灌注工艺制备快速固化环氧树脂/碳纤维复合材料的成型方法,并与常规固化环氧树脂体系制备的碳纤维复合材料进行对比,采用傅里叶变换红外光谱仪对两种材料的树脂基体进行了分析,考察了两种复合材料的纤维含量、孔隙率及力学性能,最后通过扫描电子显微镜观察了快速固化树脂基体与碳纤维的界面结合性。结果表明,快速固化树脂在99℃下固化6 min后固化度可达96%,能够大幅缩减碳纤维复合材料的成型时间,以其制备的碳纤维复合材料拉伸强度比常规固化环氧树脂复合材料高11.20%,弯曲强度高16.92%,纵横剪切强度高7.44%,快速固化树脂与碳纤维界面结合性良好。     

玻纤织物/3068环氧树脂复合材料性能研究

采用流变仪、凝胶时间测试仪和DMA法研究了3068改性环氧树脂的流变性能、凝胶时间和玻璃化转变温度,结果表明,3068树脂在70～125℃粘度约为70Pa·s,80℃下凝胶时间达到160min,玻璃化转变温度为159.3℃,常温和70℃下复合材料具有良好的力学性能,经湿热试验处理后复合材料吸水率为0.96%,力学性能保持率75%。     

碳纤维增强聚氨酯弹性体复合材料的研究

为了制备具有优良导热性能、耐热性能和力学性能的新型聚氨酯(PUR)弹性体复合材料,采用预聚体法以聚四氢呋喃醚二醇(PTMG),2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)和碳纤维(CF)粉末为原料,制备了不同CF含量的CF增强PUR弹性体复合材料。对其进行了导热性能、耐热性能和力学性能测试,并通过扫描电子显微镜考察了CF在PUR基体中的分散状态。红外测试结果表明,CF表面含有可以与PUR基体发生反应的—OH和—COOH。当CF质量分数为0.3%时,CF可以均匀地分散在PUR基体中,CF增强PUR弹性体复合材料的拉伸强度、撕裂强度、100%和300%定伸强度、玻璃化转变温度和热导率分别为42.24 MPa,94.03 k N/m,9.33 MPa,24.87 MPa,96.7℃和0.138 5 W/(m·K),比纯PUR弹性体分别提高了27.8%,32.2%,76.4%,102.2%,18.5℃和26.4%,而断裂伸长率为367.62%,仅下降19.5%。     

PP/碳纤维复合材料力学性能的研究

综合考虑碳纤维材料的加工适应性以及对基体力学性能改善的能力,分别选取了短切碳纤维和碳纤维粉末作为增强相,比较了它们对于PP的增强效果以及加工的难易,通过测定拉伸性能和冲击韧性考察了短切碳纤维的含量以及碳纤维粉末的含量对各自复合材料力学性能的影响。结果表明,随着碳纤维含量的增加,两种复合材料的冲击韧性以及拉伸性能都呈先增加后减小的趋势,短切碳纤维作为增强相对于基体树脂的力学性能增强效果更为显著,碳纤维粉末作为增强相的复合材料加工适应性强,性能更加稳定,该研究对碳纤维制品的实际注塑生产具有十分重要的意义。     

改性玄武岩纤维增强环氧树脂复合材料的力学性能

采用偶联剂KH570对玄武岩纤维(BF)进行表面改性,研究表面改性BF的长度、添加量对增强环氧树脂(EP)复合材料力学性能的影响。结果表明,改性BF表面产生很多凸起,变得非常粗糙。BF表面改性使复合材料的拉伸强度提高10%～20%,冲击强度提高10%～40%。随着改性BF长度及添加量的增加,复合材料的力学性能显著提高。当改性长BF的质量分数为4%时,与纯EP相比,复合材料的拉伸强度和冲击强度分别提高248.3%和451.5%。长BF的增强效果明显好于改性长玻璃纤维(GF),尤其纤维的添加量较大时复合材料拉伸强度的提高更为明显。当长BF的质量分数为4%时,长BF增强复合材料的拉伸强度较长GF增强复合材料提高37.8%,冲击强度提高9.2%。     

连续碳纤维增强环氧树脂基复合材料增韧改性的研究进展

从环氧树脂增韧、复合材料界面改性和层间增韧三个方面综述了连续碳纤维增强环氧树脂基复合材料的增韧机理及增韧效果,总结了国内外连续碳纤维增强环氧树脂基复合材料增韧技术的发展趋势。     

正交实验法研究香蕉纤维/环氧树脂复合材料的性能

采用正交试验方法分别探讨了阻燃纤维含量、阻燃剂含量、阻燃剂配比、纤维长度对复合材料燃烧性能及力学性能的影响,采用极差分析方法对试验结果进行了分析,找出最佳的配方,然后与其它添加不同种类的阻燃剂的复合材料进行性能比较。结果表明,当纤维长度5mm、阻燃纤维质量为总质量的10%、阻燃剂质量为环氧树脂质量的40%、三聚氰胺焦磷酸盐（MPP）和季戊四醇（PER）配比为3∶1时,复合材料的拉伸强度为20.45MPa,氧指数为33.7,垂直燃烧达到UL94V-O级。燃烧性能和力学性能与环氧树脂相比较,有较为显著的提高,综合性能最好。在纤维长度、阻燃纤维含量、阻燃剂含量都相同的情况下,添加不同种类的阻燃剂,其中添加MPP和季戊四醇的复合材料性能最好。     

碳纤维增强液晶聚合物复合材料在生物实验中的力学性能研究

参考芬兰的Tampere理工大学生物实验方法，测试碳纤维／热致液晶聚合物(CF／TLCP)复合材料的生物相容性。分别将制备好的CF／TLCP复合材料植于实验兔皮下组织，经过12、24、52星期后，测试复合材料的力学性能，发现力学性能没有发生改变，生物体没有发生异常。结果证明复合材料的生物相容性优良。     

EP/三维编织PE–UHMW纤维复合材料的摩擦磨损性能

以三维编织超高分子量聚乙烯(PE–UHMW)纤维为增强体,环氧树脂(EP)为基体,通过树脂传递模塑工艺制备了EP/三维编织PE–UHMW纤维复合材料,研究了纤维含量和载荷对复合材料摩擦系数与磨损率的影响,并采用扫描电子显微镜对复合材料磨损表面进行了分析。结果表明,随着纤维体积含量的增加,复合材料的摩擦系数和磨损率逐渐减小;随着载荷的增大,复合材料的摩擦系数逐渐减小,但磨损率增大;复合材料的磨损机制以粘着磨损为主。     

木质纤维增强环氧树脂复合材料的制备及性能研究(摘要)

<正>天然植物纤维增强环氧树脂复合材料具有低成本、低能耗、环境友好等优良特性,近年来成为国内外研究热点,受到广泛关注。然而,天然植物纤维存在易吸湿、与基体树脂相容性差等缺点,在复合材料中的应用受到限制。本研究以木材剩余物杨木枝桠材为原料,通过机械粉碎法及化学机械浆法制备了杨木粉、杨木纤维;分别采用桐马酸酐甲酯、异氰酸酯/硅烷偶联剂和长链不饱和脂肪酸对杨木粉及杨木纤维表面改性,经热压成型制备了木质纤维增强环氧树脂复合材料。改性木质纤维表面疏水性高,与环氧树脂具有良好的界面相容性;制备的木质纤维增强环氧树脂复合材料,性能与     

碳纤维增强聚丙烯复合材料的制备及性能

采用硝酸液相氧化法改性短切碳纤维(NCF),用以制备聚丙烯(PP)复合材料。以纤维含量和纤维种类为变量,通过万能力学试验机、熔体流动速率试验机、差示扫描量热、X射线衍射、扫描电子显微镜等研究它们对材料力学性能、流动性能、熔融温度以及结晶性能的影响。实验结果表明,纤维的含量影响纤维在基体中的分布,进而显著影响材料的性能,且含量在10%至20%区内时具有较好的增强效果;NCF与PP的界面具有更强的粘附力,这提升了复合材料的力学强度,降低了材料的断裂伸长率,降低了材料的熔融流动速率,提升了材料的结晶温度与结晶度,略微降低了材料的熔融温度;纤维含量与纤维种类均对材料的结晶晶型无明显影响。     

针刺碳纤维增强莫来石基复合材料的制备及性能

采用溶胶-凝胶法制备了针刺碳纤维增强莫来石基复合材料。借助于TG-DTA和XRD对合成凝胶的莫来石化过程进行研究,结果表明,在热处理过程中,凝胶在920°C左右形成铝硅尖晶石,1198°C左右形成莫来石。研究了烧结温度对复合材料性能的影响,结果表明,烧结温度为1500°C制备的复合材料弯曲强度最高,达到142.2 MPa,断裂韧性为8.77 MPa·m~(1/2)。借助于对复合材料微观结构的观察对复合材料力学性能的变化进行了解释。     

界面涂层对碳纤维增强锂铝硅玻璃陶瓷复合材料力学性能影响的研究

采用溶胶凝胶法在碳纤维表面制备了Li2O/SiO2涂层,采用XRD技术对其层间结构进行了表征.结果表明在所得碳纤维的表面层形成了二阶的插层结构的石墨层间化合物,聚丙烯腈基碳纤维作宿主,锂离子作插层剂的,该插层化合物的生成提高了碳纤维增强锂铝硅玻璃陶瓷复合材料的抗弯强度.     

不同温度下T700/环氧复合材料层间剪切强度（ILSS）统计分析

本文根据25℃-125℃不同温度条件下的碳纤维/环氧复合材料层间剪切强度实验数据,利用统计学中的线性回归分析法,对不同温度下T700/环氧复合材料的层间剪切强度进行拟合,得到了回归方程,为预判、检验碳/环氧复合材料性能提供参考依据。并预测了125℃下层间剪切强度最小值为31.23MPa,通过与实测数据比较,吻合较好。     

碳纤维增强环氧树脂基复合材料低温改性研究进展

随着航天、应用超导技术和大型低温工程等高科技的迅猛发展,高性能碳纤维增强环氧树脂基复合材料在低温下的应用愈来愈受到人们的重视。论文综述了近年来碳纤维增强环氧树脂基复合材料低温改性的研究进展,并展望了其未来的发展方向。