UP/GF/LCPU原位混杂复合材料的热性能和动态力学性能

利用自行合成的端基含有活性基团的热致性液晶聚合物(LCPU)对不饱和聚酯(UP)/玻璃纤维(GF)复合材料改性。用DSC、TGA、热膨胀仪、DMA测试了共混物的热性能和动态力学性能并研究其结构与性能的关系,用扫描电镜(SEM)对材料断面的形态结构进行了研究。结果表明:当LCPU含量为2.5%~5%,材料的综合热性能较好,材料的玻璃化转变温度、热失重温度、维卡软化点温度都有所提高,热膨胀性能得到改善。SEM观察表明,LCPU的加入对提高材料的断裂能具有一定的作用。     

UP/GF/TLCP原位混杂复合材料的力学性能与流变性能

通过静态力学方法研究热致性液晶聚合物(TLCP)的含量对不饱和聚酯(UP)/玻璃纤维(GF)/TLCP原位混杂复合材料力学性能的影响,采用流变仪研究TLCP对材料流变性能的影响,采用扫描电镜(SEM)观察材料的冲击断面微观形貌。结果表明,TLCP含量对材料流变性能和力学性能有很大影响,当TLCP加入量为5%时,材料的流动性能最好,熔体流动速率(MFR)达到107.7 g/10 min,常温下材料的冲击强度达到5.23 kJ/m2,是未加TLCP材料的1.97倍,材料的弯曲强度由66.9 MPa提高到76.5 MPa,提高了14.3%。同时,材料的蠕变和应力松弛行为得到一定程度的改善。SEM观察表明,TLCP的加入对提高材料的断裂能具有一定的作用。     

TLCP种类对TLCP／GF／UP原位混杂复合材料力学和流变性能的影响

自行合成了不同种类的热致性液晶聚合物(TLCP),采用原位复合的方法制备了热致性液晶/玻璃纤维(GF)/不饱和聚酯(UP)原位混杂复合材料,研究了TLCP的种类对TLCP/GF/UP原位混杂复合材料的冲击、弯曲、蠕变、应力松弛、流变等性能的影响.结果表明,热致性液晶聚合物的加入能提高TLCP/GF/UP复合材料的冲击和弯曲性能,其中加入5% LCMC的复合材料的冲击强度达到5.7 kJ/m2,是未改性体系的2.1倍,弯曲强度提高了1.2倍～1.6倍;蠕变和应力松弛研究表明,反应型的热致性液晶聚合物LCMC与不饱和聚酯发生交联,提高了复合材料的固化交联度,从而有效提高了复合材料的抗蠕变和应力松弛性能;液晶聚合物的加入,对复合材料的流变性能也有一定的影响.     

聚丙烯/热致液晶聚合物/玻璃纤维混杂复合材料 Ⅱ: 混杂复合材料的静态及动态力学性能

对具有良好液晶聚合物微纤结构的聚丙烯/热致液晶聚合物/玻璃纤维 (PP/TLCP/GF) 混杂复合材料,使用静态拉伸和动态力学分析 (DMA) 的方法研究了材料的力学性能。拉伸实验结果表明,混杂复合材料的拉伸强度和模量随着PP和TLCP挤出后的牵伸速率增大而上升,并且含有增容剂PP-g-MAH的体系,力学性能更优异。DMA测试结果表明,混杂复合材料的动态模量E'随着体系中玻纤的含量增加而增大;当体系中加入增容剂后,复合材料的刚性得到进一步提高。但无论是否使用了增容剂PP-g-MAH,当体系中玻纤含量高于20%后,模量随玻纤含量增大的趋势变缓。当体系中增强相的含量增加,以及加入增容剂使增强相与基体的界面粘结得到改善后,PP基体的损耗因子 (tanδ) 峰值都有一定的减小。      

GO/TLCP/PF混杂复合材料的热性能和动态力学性能

采用熔融挤出法将热致性液晶聚合物(TLCP)与酚醛树脂(PF)熔融挤出,分别加入氧化石墨烯(GO)、KH550改性GO(KH550-GO)、KH560改性GO(KH560-GO),制备出GO/TLCP/PF混杂复合材料,研究GO的加入对GO/TLCP/PF混杂复合材料的热性能、力学性能、动态力学性能、蠕变和应力松弛的影响。结果表明:GO的加入可提高GO/TLCP/PF混杂复合材料的热性能、力学性能以及动态力学性能;仅加入1%KH560改性的GO,GO/TLCP/PF混杂复合材料的冲击强度比PF复合材料提高了25.6%,储能模量提高了28.1%,蠕变和应力松弛性能也得到改善。其原因是,GO与TLCP具有一定的协同增强效应。     

UP／GF／TLCP混杂复合材料的流变性能与力学性能

采用自行合成的不同相对分子质量(n)的热致性液晶聚合物(TLCP)与玻璃纤维(GF)混杂改性不饱和聚酯(UP),固定TLCP用量为5%(质量分数),研究了UP/GF/TLCP复合材料的流变性能和力学性能,分析了材料的冲击断面微观形貌。结果表明,TLCP的相对分子质量(n)对复合材料流变性能和力学性能有很大影响,当n不大于10时,复合材料的流变性能和力学性能随n的增加而提高。当n=10时,复合材料的流动性能和弯曲性能最好,熔体流动速率达到164.1 g/(10 min)。常温下弯曲强度和弯曲模量达到82.88 MPa和6.03 GPa,分别提高了31.3%和30.8%。当n=50时,复合材料的冲击强度最佳,达到5.196 kJ/m2,是未加TLCP材料的1.62倍,冲击断面形貌表明,TLCP相对分子质量对复合材料的界面粘合作用影响显著。     

原位混杂增强塑性复合材料

提出原位混杂复合材料的结构模型,以聚醚醚酮（PEEK）及聚碳酸酯（PC）为基体进行原位混杂复合,对所得的热致液晶聚合物（TLCP）微纤与宏观纤维混杂增强的TLCP／碳纤维（CF）／PEEK和TLCP／玻璃纤维（GF）／PC原位混杂复合材料的的加工流变学,几何学与力学特性进行了研究。     

原位混杂增强热塑性复合材料

提出原位混杂复合材料的结构模型,以聚醚醚酮(PEEK)及聚碳酸酯(PC)为基体进行原位混杂复合.对所得的热致液晶聚合物(TLCP)微纤与宏观纤维混杂增强的TLCP/碳纤维(CF)/PEEK和TLCP/玻璃纤维(GF)/PC原位混杂复合材料的加工流变学、几何学与力学特性进行了研究.     

TLCP/SF/酚醛树脂混杂复合材料的摩擦磨损性能

采用自行合成的热致性液晶聚合物(TLCP)与酚醛树脂(PF)通过熔融挤出进行原位复合,加入经过表面处理的剑麻纤维(SF),通过辊炼、模压成型制备了TLCP/SF/PF混杂复合材料。研究液晶聚合物的种类对TLCP/SF/PF混杂复合材料摩擦磨损性能、硬度、动态力学性能的影响,使用扫描电子显微镜(SEM)观察了混杂复合材料的磨损面形貌,分析了混杂复合材料的摩擦磨损机理。研究结果表明,液晶聚合物聚对苯二甲酰-双(对羟基苯甲酸)癸二醇酯(PHDT)使TLCP/SF/PF的体积磨损率降低了15%,Tg提高了10℃。TLCP与剑麻纤维协同改善了混杂复合材料的摩擦性能,为制备无石棉摩擦材料提供理论参考。     

纤维增强热致液晶材料的层状结构及动态力学性能

通过显微观察及Ｘ射一分子取向测量，研究了纤维增强热致液晶的分层结构，实验测定了皮层及芯部材料的动态力学性能，并用Ｔａｋａｙａｎａｋｉ模型进行性能预测。     

CF/GF混杂增强环氧树脂复合材料的高载动态黏弹特性

采用高载动态热机械分析仪EPLEXOR500对T300/S-2混杂纤维增强环氧树脂复合材料的动态黏弹特性进行了分析, 考察了静态载荷、 动态载荷对其储能模量、 损耗模量和损耗角正切的影响, 并研究和对比了不同载荷水平下混杂比以及混杂方式对动态黏弹性参数的影响规律。结果表明: 不同混杂比复合材料的储能模量均随动态载荷的增大而降低, 随静态载荷的增大而增大, 损耗模量和损耗角正切则随两种载荷的增大而降低。高载荷下混杂复合材料的储能模量仍较好地符合"复合梁理论"。动载扫描模式下, 损耗角正切随混杂比的变化基本符合"混合定律", 夹芯混杂复合材料的储能模量远高于层间混杂复合材料, 且损耗角正切也比层间混杂时大; 但在静载扫描模式下则是层间混杂复合材料的损耗角正切更大。      

GF/不饱和聚酯复合材料的抗风沙侵蚀性能

为解决大风环境下高速列车的安全问题, 铁路路基拟采用防风走廊结构以抵御大风和风沙。综合比较研究复合材料的比强度、比刚度和耐蚀性等各项性能参数后, 拟选择复合材料作为防风沙走廊结构材料。分别对玻璃纤维增强不饱和聚酯复合材料风沙侵蚀前后进行了弯曲和拉伸性能测试, 研究了喷砂角度、喷砂风速和喷砂时间对材料力学性能的影响。结果表明, 喷砂角度对于侵蚀效果影响不明显; 随着喷砂风速的增大和侵蚀时间的延长, 侵蚀程度不断加深, 侵蚀效果随风速呈线性变化。      

板料弯曲回弹影响因素的有限元模拟研究

通过静态力学、动态力学实验方法,研究了热致性液晶聚合物(LCP)的种类对环氧树脂共混物在不同温度下的拉伸强度和应力-应变曲线的影响,通过TEM观察了共混物的相形态结构.结果表明,反应型液晶聚合物(LCPU)比其它种类的液晶聚合物对环氧树脂的改性效果更好;在不同温度下,其拉伸强度和应力～应变行为均比其它材料优越;固化物的动态力学结果表明:反应型的液晶聚合物键入了固化网络,出现新的松弛,TEM结果表明,反应型的液晶聚合物在基体材料中形成大小在nm数量级的液晶聚集微区,没有反应基团的液晶聚合物PHBHT在10%的加入量下,与环氧的共混物结构也有液晶聚集微区产生,但是聚集区大小在微米量级.     

聚砜基体原位混杂复合材料的梯度结构

通过对注塑样品分层切片的光学与电子显微镜观察,研究了热致液晶聚合物/玻璃纤维/聚砜原位混杂复合材料的形态结构。结果表明,从皮至芯热致液晶聚合物呈梯度分布,即热致液晶聚合物分散相形态从皮层的微纤逐步过滤到芯部的微球,其含量从皮至芯递减。加入聚砜接枝马来酸酐共聚物作为界面相容剂,改善了热致液晶聚合物及玻璃纤维与聚砚基体的界面粘结,也减弱了热致液晶聚合物含量与形态在样品中的梯度分布效应。