基于真空辅助树脂传递模塑成型不同纤维形态竹纤维复合材料性能研究

为探索不同形态竹纤维（BF）对真空辅助树脂传递模塑成型（VARTM）过程中环氧树脂（EP）浸渍纤维效果及BF/EP复合材料性能的影响,采用经机械碾压2次、3次、4次得到3种不同形态的BF（BF-2、BF-3和BF-4）,通过湿法层铺工艺将BF制作成竹纤维毡（BFM）,再利用VARTM制备出纤维含量为45wt%的复合材料BF-2/EP、BF-3/EP和BF-4/EP。采用ESEM、超景深显微镜、力学试验机、TG、DMA和Micro-CT对BF、BFM和BF/EP复合材料性能进行表征。研究结果表明：随纤维长度减小、纤维分离度增加,导致湿法层铺成型的BFM蓬松度降低,树脂注射难度增大,BFM-4在树脂注射时会发生纤维堆积,BF-3/EP复合材料吸水率最低。BF-2的长度较长、分离度低,虽保持了BF束自身结构与性能,但是与树脂界面结合性能差,长度与分离度适中的BF-3制备的复合材料力学性能最佳,弯曲强度、弹性模量、剪切强度和冲击韧性分别为97.90 MPa、7.2 GPa、17.01 MPa和8.11 kJ/m²。BF加速了BF/EP复合材料的热解,BF-4/EP复合材料...     

UHMWPE纤维/碳纤维复合材料用改性环氧树脂的制备及性能

用甲基丙烯酸改性环氧树脂E-51制备了UHMWPE纤维/碳纤维复合材料用基体树脂,主要研究了反应时间和催化剂用量对改性环氧树脂及复合材料性能的影响。结果表明,当甲基丙烯酸与环氧树脂摩尔比为1.1∶1.0、催化剂二乙基胺用量为0.35%（质量分数）、反应温度为110℃时,改性反应6h所得改性环氧树脂与UHMWPE纤维/碳纤维的复合材料的性能较好。用FTIR、DMA、SEM对改性环氧树脂及复合材料的结构和性能进行了表征,甲基丙烯酸改性环氧树脂对UHMWPE和碳纤维具有较好的粘接性。     

镀镍PET纤维/环氧树脂复合材料的性能

以PET纤维经超声波化学镀镍制成的导电PET/Ni纤维作填料,与环氧树脂共混,制得导电环氧树脂复合材料.对纤维表面镀层的形态结构及复合材料的导电性、电磁屏蔽性及力学性能进行了深入的研究.结果表明,填充适量(1%～5%,质量分数,下同)的纤维就可以得到导电性能良好的复合材料,同时也具有较好的电磁屏蔽性能,当纤维含量为3%时材料的力学性能也得到改善.     

SiO2-竹纤维协同改性对环氧树脂基复合材料摩擦磨损性能的影响

为了提高环氧树脂（EP）基复合材料的摩擦磨损性能,制备低成本耐磨材料,选用纳米SiO₂粒子和竹纤维（BF）等作为填料,制备了纳米SiO₂-BF/EP复合材料。通过摩擦磨损测试仪、动态热机械分析仪和SEM研究了纳米粒子和纤维对复合材料的耐磨性能、热学性能及微观结构的影响。研究结果表明:单独加入BF后,BF/EP复合材料的体积磨损较同条件下的纯EP大幅度降低,最多可降低71%;同时加入SiO₂纳米粒子和BF后,对纳米SiO₂-BF/EP复合材料的玻璃化转变温度和体积磨损影响显著,玻璃化转变温度比纯EP提高了11℃,达到了124℃,体积磨损较同条件下的纯EP下降了约75.3%。      

竹纤维组合形态对竹纤维/聚丙烯复合材料性能的影响

以聚丙烯（PP）为基体,单根竹纤维（SBF）和竹纤维束（BFS）两种形态竹纤维为增强体,采用无纺气流铺装-模压工艺制备了SBF-BFS/PP复合材料。通过力学试验机、SEM、TGA、DSC等对SBF-BFS/PP复合材料的力学性能、微观形貌、热性能等进行表征,研究竹纤维形态配比变化对SBF-BFS/PP复合材料综合性能的影响。结果表明,在纤维总含量不变情况下,SBF在两种形态竹纤维中的含量逐步增加时,SBF-BFS/PP复合材料冲击强度和弹性模量逐步增加; SBF在两种形态竹纤维中质量分数为90wt%时,SBF-BFS/PP复合材料冲击强度和弹性模量比SBF质量分数为10wt%时分别提高了26.46%和38.39%; SEM结果表明,竹纤维与PP基体存在较差界面相容性,竹纤维出现断裂和拔出等现象;热失重结果表明,随着SBF含量的增加,SBF-BFS/PP复合材料的耐热性能并没有明显变化。此外,对SBF-BFS/PP复合材料的耐水性能测试结果表明,由于SBF比表面积大,随SBF含量的增加,SBF-BFS/PP复合材料中易吸水组分增加,从而导致其耐水性能下降。      

纳米SiO2改性竹纤维/乙烯基树脂复合材料界面相容性

以乙烯基树脂(VE)为基体,竹纤维(BF)为增强材料,通过偶联剂KH602对纳米SiO₂进行改性处理,并利用改性后纳米SiO₂分别对竹纤维和树脂进行改性处理,采用真空辅助树脂传递模塑成型工艺(VARTM)制备了BF/VE复合材料。采用FTIR、SEM对改性后纤维和树脂的表面物理化学状态进行表征,结果表明:改性纳米SiO₂成功化学接枝到竹纤维表面且分散到树脂基体中,改性纳米SiO₂在BF1/VE0.5 (用1.0wt%改性纳米SiO₂改性纤维和0.5wt%改性纳米SiO₂改性树脂)复合材料中分散更为均匀;采用力学试验机和SEM对复合材料力学、断口和表面形貌进行分析,考察改性纳米SiO₂的添加量对BF/VE复合材料力学性能、界面性能的影响。结果表明:BF1/VE0.5复合材料的拉伸、弯曲及冲击强度分别达到最大值49.0 MPa、70.6 MPa和150.4 J/m,与未处理的复合材料相比分别提高了18.9%、26.1%、70.7%。此外,还初步探讨了改性纳米SiO₂的界面增强机制。      

竹纤维和椰纤维增强水泥复合材料

本工作采用竹短纤维和椰壳纤维增强水泥, 改善水泥基体的韧性和抗裂性, 提高了韧度和强度。研究了植物纤维含量、加入乳胶成分和含水量等因素对植物纤维增强水泥复合材料性能的影响, 以及植物纤维复合材料的微观破坏。      

界面调控对竹纤维/聚乳酸复合材料性能的影响

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,3种界面调控均改善了竹纤维/聚乳酸复合材料界面粘接性能、拉伸强度、冲击强度和防水性能;界面调控后,复合材料的粘流活化能增加,而热流动性因竹纤维与聚乳酸交联变得困难;复合材料玻璃转化温度和结晶温度升高,熔融峰变窄;复合材料热降解温度升高,热稳定性增加。NaOH+MDI联合对竹纤维/聚乳酸复合材料界面调控效果最好,对复合材料的性能影响最显著。     

单向碳化硅纤维/环氧树脂复合材料吸波性能的研究

采用真空袋工艺制备了纤维体积分数为10%~40%的单向碳化硅纤维/环氧树脂复合材料,研究其力学性能和介电性能,计算其吸波性能和反射率。结果表明,在10%~25%范围内,随着碳化硅纤维体积分数的提高,复合材料的介电损耗实部、虚部及损耗角正切值均增大,反射率减少,即吸波能力增大;而在高于25%之后,就吸波能力而言,存在着最优纤维体积分数值;在纤维体积分数固定之后,就吸波能力而言,也存在着最佳的材料厚度;当复合材料的SiC纤维体积分数为25%、厚度为3 mm时,其在X波段内的反射率均低于-5dB,最低为-9.9dB,平均值为-7.8dB。