聚氨酯/玻璃纤维复合绝缘子芯棒的制备

以耐酸无碱玻璃纤维(GF)为增强体、高韧性聚氨酯(PUR)树脂为基体,利用快速注射拉挤成型工艺制备了PUR/GF复合材料.重点研究了GF含量对PUR/GF复合材料弯曲强度、拉伸强度和断裂韧性及其微观结构的影响,同时考察了该复合材料的电气性能,验证了PUR/GF复合材料作为复合绝缘子芯棒的适用性.结果表明,当GF质量分数为79.7％时,PUR/GF复合材料的拉伸强度和断裂韧性综合性能最优,此时PUR/GF复合材料的拉伸强度为1 330 MPa,冲击强度高达450 kJ/m2,电气性能满足±500 kV直流棒形悬式复合绝缘子技术条件,PUR/GF复合芯棒综合性能优于传统环氧树脂芯棒.其生产效率高、制造成本低,有望作为潜在的电力行业复合绝缘子芯棒的替代材料.     

改性玄武岩纤维/聚氨酯阻尼材料的制备及性能

摘要：使用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)对玄武岩纤维(BF)进行表面处理制备了改性玄武岩纤维(MBF)，以环氧化端羟基聚丁二烯(EHTPB)为原料合成了主链含有环氧基团的EHTPB基聚氨酯(EPU)，通过环氧开环反应连接MBF与EPU制备阻尼材料MBF@EPU。采用SEM、FTIR和XPS对改性前后的玄武岩纤维和聚氨酯的表面形貌、结构进行表征。结果表明，成功的制备了MBF和MBF@EPU。动态热机械分析(DMA)和拉伸试验结果表明，玄武岩纤维能提高EPU的阻尼与力学性能，其中10MBF@EPU的有效阻尼温域达到140.0 ℃，拉伸强度为8.68 MPa，断裂伸长率为329.04%，具有最佳的综合性能。     

纤维增强聚氨酯拉挤复合材料：Ⅰ.拉挤工艺的可行性和结构形态

用一种特殊的方法进行了纤维增强聚氯酯(PU)复合材料的拉挤工艺可行性的研究。用ε—己内酰胺封闭预聚物和甲苯基二异氰酸酯(TDI—80)与分支聚酯混合后合成的NCO—封闭的PU预聚物进行本文的研究。这种封端PU预聚物的分子量、封闭反应程度和封闭后的粘度通过GPC、IR和H—NMR及粘度测量分析求得。采用甲基正丁基胺反滴定(湿)法,测得NCO未封闭的PU预聚物的当量和NCO基的含量。这种封端NCO的PU预聚物加有像脂环族二胺、芳香族二胺和1,4—丁基二醇等链增长剂时,在浸渍温度55—70℃范围内,具有较长的使用期。在升高温度后,从布氏粘度计测量中发现此预聚物具有较高的反应活性。用扫描电镜的结构形态研究证明,这种封端的PU树脂对纤维具有良好的浸润性能,并且纤维束在PU基体中分布均匀。     

连续玄武岩纤维改性方法的研究

简介了连续玄武岩纤维的性能与应用,重点阐述了偶联剂处理法、酸碱处理法、表面涂层法和低温等离子处理法4种常用的对连续玄武岩纤维改性研究方法的研究情况。表明无论采用偶联剂、酸碱、表面涂层和低温等离子处理法,都能有效改善纤维的表面性能,提高纤维与其它材质间的粘接性。指出对连续玄武岩纤维界面性质的基础研究深度不够,是限制连续玄武岩纤维界面改性方法开发和完善的主要原因。     

纤维增强聚氨酯拉挤复合材料：Ⅱ.工艺参数对机械和耐热性能的影响

本文提出了一种制造拉挤聚氨酯(PU)复合材料新颖的工艺。研究了工艺参数对纤维增强PU拉挤复合材料的机械性能(如弯曲强度、弯曲模量等)和耐热性能(热变形温度,HDT)的影响。这些工艺参数包括牵引速率(模内线速度),模具温度,填料种类和含量以及后固化时间和温度。研究结果表明,复合材料在不同模具温度下具有不同的最佳牵引速率。以DSC固化曲线为基础可确定溶胀率,复合材科的机械性能和耐热性能,最佳的模具温度。研究发现复合材料的机械性能和耐热性能随着各类填料的含量增加而提高。机械性能在一适宜的后固化温度和时间下也提高。此外,对复合材料的性能在经长时间后固化,由于降解而使性能下降的情况也进行了讨论。     

激光改性玄武岩纤维性能研究

采用高能激光束对玄武岩纤维进行表面改性,并制备玄武岩纤维/环氧树脂复合材料。利用扫描电镜、原子力显微镜、X射线衍射等手段,表征改性前后玄武岩纤维的微观形态、物相结构,系统研究了激光对纤维的微观组织变化、性能等影响规律,并测试了玄武岩纤维/环氧树脂复合材料的力学性能。研究结果表明,随着激光功率的增加,玄武岩纤维表面缺陷深度和缺陷面积增加。当激光功率由0 W提高至120 W时,表面缺陷最大深度由9 nm增加至180 nm,表面缺陷的分布范围由3.5~6.5 nm增加至90~120 nm,表面粗糙度由1.41 nm增加至24.70 nm。激光改性后,玄武岩纤维单丝拉伸性能降低,由于激光对纤维的辐射作用,玄武岩纤维的表面缺陷深度与拉伸强度的关系不符合经典理论。激光改性前后,玄武岩纤维XRD谱峰位基本一致,表面所含元素的种类没有发生变化。激光改性使玄武岩纤维/环氧树脂复合材料的力学性能有所改善,随着激光功率的增加,复合材料的拉伸强度和冲击强度呈先升高后降低的趋势。     

聚乳酸/玄武岩纤维复合材料的制备及性能研究

利用混杂原理,先将玄武岩纤维与聚乳酸纤维混合制成针刺毡,再与聚乳酸树脂复合,以提高树脂基体对增强体结构的渗透和结合性能。采用正交试验法,以混杂针刺毡中聚乳酸纤维含量、复合层压压力、复合层压温度为影响因素,讨论了混杂复合层压工艺对复合材料力学性能的影响。结果表明,采用混杂复合工艺有利于复合材料力学性能的改善,且混杂纤维含量在一定范围内时,复合材料的力学性能会随着混杂纤维含量的增加而线性增强,同时复合层压压力的增加也有利于复合材料力学性能的改善;采用混杂复合工艺时,复合层压温度对复合材料力学性能的影响规律不同于传统层压复合时复合层压温度对复合材料力学性能的影响,复合层压温度过高不利于复合材料力学性能的提高。     

玄武岩纤维表面改性的研究进展

纤维增强复合材料的力学性能主要受到纤维性能、树脂性能以及纤维与树脂间的复合材料界面性能影响。在实际应用中,纤维表面改性是增强纤维和基体之间结合力,拓展应用领域的关键。本文综述了国内外玄武岩纤维的几种改性工艺,总结了各种表面改性方法的作用机理及其改性效果,并简要介绍了玄武岩纤维的性质及应用。研究发现,玄武岩纤维经过改性后,其性能均有所改善,如表面活性提高、强度增大、界面黏结力增强等,这有利于其作为增强体制备各种性能优异的复合材料,从而应用于土木建筑、汽车船舶、石油化工、航空航天等领域。此外,本文最后还指出了玄武岩纤维改性领域目前存在的主要问题,并对未来该领域研究发展方向做出展望。     

连续玄武岩纤维及其复合材料的研究

本文通过对玄武岩连续纤维在原料、物理、化学性能以及用其增强各类树脂的性能方面做了比较详细的分析对比,并由此认为,玄武岩连续纤维在耐高温、抗高温热振性、耐酸碱、弹性模量、介电等性能方面具有一定的优势,用其增强树脂在性能方面普遍优于玻璃纤维增强的玻璃钢体,它在航空航天、冶金、化工、建筑等领域具有较为广阔的应用前景。     

纳米SiO_2改性玄武岩纤维涂层浆料的制备及应用

经KH550改性的纳米SiO2粒子(150 nm),能够稳定分散在玄武岩纤维涂层浆料中,对浆料的粒径及表面张力影响不大。玄武岩纤维表面经改性纳米SiO2改性后,有效地改善了纤维表面粗糙度,使断裂强力提高18.75%,层间剪切强度提高18.76%。纳米SiO2改性的玄武岩连续纤维及其复合材料断面SEM分析表明,玄武岩连续纤维表面均匀涂覆一层纳米SiO2颗粒,使玄武岩连续纤维与环氧树脂的界面相容性大大提高,复合材料断面非常整齐。改性纳米SiO2在玄武岩纤维及环氧树脂之间起桥梁作用。     

单向连续纤维增强聚氨酯复合材料拉挤成型的研究进展

综述了近年来国内外单向连续纤维增强聚氨酯复合材料拉挤成型加工工艺及其改进情况,重点介绍了单向连续纤维增强聚氨酯复合材料的原材料、成型工艺特点及应用,并展望了该复合材料的发展方向。     

玄武岩纤维表面改性及分散性研究

采用硅烷偶联剂（KH-550）对玄武岩纤维进行表面处理,改善玄武岩纤维的工艺性能使玄武岩纤维复合材料制品的力学性得到提高。利用SEM、接触角测量仪和激光共聚焦显微镜研究了改性后玄武岩纤维的表面微观结构,通过响应面法优化了KH-550改性的工艺参数。研究结果表明：玄武岩纤维经KH-550改性后表面凸起明显,粗糙度显著增加...     

纤维增强改性聚氨酯泡沫研究进展

对纤维增强改性聚氨酯泡沫的研究情况进行了综述,概述了玻璃纤维、碳纤维、天然纤维及纤维/粒子混杂增强对聚氨酯泡沫增强改性的研究进展。并对本领域未来改性的研究方向作简单探讨。指出应大力开发更多种类的增强材料如纤维/粒子混杂改性以及天然纤维增强改性等,制备出综合性能更加优异的聚氨酯泡沫,使其应用领域不断扩大。     

玄武岩纤维改性不饱和聚酯树脂的性能研究

本研究用未经处理的和酸化改性的玄武岩纤维分别对不饱和聚酯树脂进行填充改性,探究玄武岩纤维不同用量以及不同酸化时间对不饱和聚酯树脂的力学性能以及摩擦性能的影响。结果表明:未经改性的玄武岩纤维用量为2%时,不饱和聚酯基复合材料拉伸强度提高41%,冲击强度提高13%而摩擦系数降低58%,玻璃化转变温度提高50%,综合性能最优;而后将玄武岩纤维进行酸化,制备2%玄武岩纤维/不饱和聚酯复合材料,通过拉伸与冲击性能测试。结果表明酸化时间为1.5h时,复合材料性能最佳。     

表面改性玄武岩纤维滤料过滤性能研究

针对玄武岩纤维滤料表面改性后在常温及高温条件下过滤性能及表面形态开展研究。结果表明,在常温及高温条件下,滤料均呈现开始阶段过滤透气性好,阻力增加较慢,随着过滤过程的进行,滤料表面粉尘堆积,阻力增加变快的特点。相比于常温过程,过滤初始阶段由于滤料表面及浸渍纤维处理剂挥发消失,粉尘颗粒直接接触滤料表层直至纤维内部,以致滤料阻力增加速度更快,随着过滤过程的进行,阻力增加速度变慢,但过滤效率依然优秀。     

玄武岩纤维/玄武岩颗粒增强高密度聚乙烯复合材料性能

玄武岩纤维(BF)和玄武岩颗粒(BP)增强高密度聚乙烯(PE-HD)力学性能优良,特别是硬度较高,用于防白蚁高压电缆护套的制造。首先利用硅烷偶联剂KH550对BF和BP进行表面改性,然后利用转矩流变仪熔融共混BP、BF和PE-HD,最后通过微型注塑机制备不同填料含量的PE-HD/BF/BP复合材料。通过扫描电子显微镜、差示扫描量热仪、同步热分析仪、万能试验机、动态力学性能分析仪、邵氏硬度计、流变仪等研究复合材料的形态、力学性能、结晶性能、热稳定性能及流变性能等。结果表明,与PE-HD相比,BF和BP填料的引入显著增强了PE-HD/BF/BP复合材料的力学性能和热稳定性能,当BF含量为20份,BP含量为10份时(BF20BP10),复合材料的力学性能最优,拉伸强度和拉伸弹性模量分别为47.51 MPa和3 331.39 MPa,分别增加了41.7%和211%,硬度达到70.2HD,明显超出防白蚁电缆对硬度的要求,即大于65HD,因此具有更优异的防白蚁啃食性能。与其它配方相比,BF20BP10复合材料具有较高的结晶度、储能模量,较小的损耗因子。因此,PE-HD/BF/BP复合材料的最优配方...     

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%。     

改性高岭土/水性聚氨酯复合材料的制备与表征

采用钛酸酯偶联剂干法改性高岭土,配成母液,用此母液乳化中和后的聚氨酯预聚体,制得改性高岭土/水性聚氨酯复合材料(WPUM)。研究了复合材料的乳液粒径、胶膜力学性能、结晶性和热稳定性等性能。结果表明:复合材料乳液粒径随着改性高岭土质量分数的增加,先增加后减小;改性高岭土的加入可以明显提高水性聚氨酯胶膜的力学性能,当改性高岭土质量分数为1.6%时,复合材料的断裂伸长率与纯聚氨酯胶膜相比提高了13%;X射线衍射法(XRD)分析结果显示,改性高岭土促进了聚氨酯的微相分离;热重分析法(TG)、差示热重法(DTG)分析结果表明,水性聚氨酯复合材料胶膜热分解的起始温度无变化,硬段最高热失重温度略有降低。