玻纤增强聚氨酯合成轨枕耐腐蚀和耐老化性能研究

采用连续拉挤工艺,以组合聚醚、改性异氰酸酯及无碱玻璃纤维粗纱为原料制备了玻纤增强聚氨酯合成轨枕样品.研究了在酸、碱、盐溶液中的浸泡时长和荧光紫外灯照射时长对合成轨枕力学性能的影响.结果表明:玻纤增强聚氨酯合成轨枕的弯曲强度、竖向压缩强度、剪切强度和冲击韧性随着浸泡时间的增加而下降,下降幅度依次为碱溶液>酸溶液>盐溶液,...     

PBAT/PLA全生物降解薄膜的紫外光老化行为

采用挤出共混造粒、吹塑成型工艺制备了聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯(PBAT)/聚乳酸(PLA)全生物降解薄膜。研究了薄膜在紫外光老化过程中热性能和横纵向力学性能随老化时间的变化,并利用红外光谱仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜对薄膜老化前后进行了表征。结果表明:在紫外光老化过程中,PBAT/PLA薄膜的横向拉伸强度和断裂拉伸应变均随着老化时间的延长不断减小,薄膜纵向拉伸强度和断裂标称应变随着老化时间的延长却先减小后增大,纵向的取向结晶结构有助于紫外光辐照交联的发生;紫外光老化更易发生在材料的无定型区,复合材料结晶度整体上不断增大。     

碱液下GFRP筋力学性能劣化模型研究

为研究碱液下玻璃纤维增强复合材料（GFRP）筋力学性能劣化规律,对直径为20 mm和25 mm的GFRP筋进行碱溶液分别浸泡30、90 d和180 d后的拉伸试验,得到筋体在碱液不同腐蚀时间后筋体的极限拉伸强度及弹性模量等力学性能指标;对比研究了相同直径筋体在盐溶液浸泡180 d后的力学性能变化;建立了碱液下GFRP筋剩余强度衰减模型。结果表明,相同的腐蚀龄期,碱性环境对GFRP筋力学性能劣化影响高于盐环境;碱液下GFRP筋拉伸强度随浸泡时间的增长呈下降趋势,GFRP筋前期被腐蚀速率高于后期;分析修正后的碱液下筋体剩余强度衰减模型与试验结果吻合度较高。     

在模拟隧道地层环境介质中三元乙丙橡胶密封条老化行为和老化机理的研究

探讨三元乙丙橡胶(EPDM)密封条在模拟隧道地层环境介质浓度为1mol·L~(-1)(1M)离子溶液中的老化行为和老化机理,并与其在蒸馏水中的老化行为和老化机理进行对比。结果表明:随着老化时间的延长,在两种介质中浸泡的EPDM密封条的硬度和压缩强度呈提高趋势,拉伸强度呈先下降后提高趋势,拉断伸长率和压缩永久变形呈减小趋势,应力松弛因数呈增大趋势,这是因为老化初期介质中的水分子在EPDM基体内渗透、扩散,导致补强剂的补强效果减弱,老化中后期吸水达到平衡,且发生后交联反应;相对质量变化率和相对吸水率先增大后减小;玻璃化温度(T_g)先下降后上升。EPDM密封条表面在老化过程中逐渐变粗糙,分离出固体颗粒物;在1M离子溶液中的老化速率略高于在蒸馏水中的老化速率。在蒸馏水中浸泡的EPDM密封条相对质量变化率和相对吸水率明显大于在1M离子溶液中浸泡的EPDM密封条,这与其吸水率大有关。在同一老化时间下,在1M离子溶液中浸泡的EPDM密封条的储能模量大于在蒸馏水老化中浸泡的EPDM密封条,T_g较低。     

耐温135℃紫外光交联聚乙烯绝缘电线的耐油及耐化学品性能

参考GB/T 12528—2008,考查了耐温135℃紫外光交联聚乙烯绝缘电线在矿物油、燃料油、酸碱盐溶液中浸泡不同时间后的机械性能变化和耐电压试验研究。结果表明,耐温135℃紫外光交联聚乙烯材料暂时不适合在有矿物油的环境中使用,在燃料油存在的环境中、酸、碱和盐的环境中均可正常使用。     

轨道客车用硅烷改性聚醚胶粘剂老化性能研究

为模拟轨道客车用硅烷改性聚醚(MS)胶粘剂在使用过程中受到的溶液冲刷、阳光暴晒和温湿度变化等老化因素,设计酸性溶液浸泡、紫外老化和高低温湿热交变老化试验,在不同老化时间后测试其红外光谱和力学性能的变化。研究结果表明:酸性溶液浸泡可导致MS胶粘剂中碳酸钙填料溶解流失,力学性能显著下降;紫外老化可导致MS胶粘剂表面高分子断链降解,力学性能下降;高低温湿热交变后MS胶粘剂表面成分基本不变,力学性能先增大后减小。     

加速紫外老化对聚乙烯薄膜力学性能的影响

介绍了聚乙烯(PE)薄膜老化机理,并对PE薄膜进行了人工加速紫外光老化试验。分析了老化时间对PE薄膜力学性能的影响。结果表明:紫外光的照射使PE的化学键发生交联和断裂反应,其中断裂反应占主导,使聚合物分子量减小,物理性能下降;PE薄膜的拉伸强度、断裂伸长率和弹性模量随老化时间的延长而降低;PE薄膜抵抗破坏的能力在老化60 h以上会急剧下降,而此时弹性模量的变化趋势变得平缓,断裂伸长率与老化时间近似成线性关系递减。     

酸溶液老化对食品级聚碳酸酯性能的影响

研究了聚碳酸酯(PC)在酸溶液中的老化行为。通过体式显微镜、力学性能测试、红外光谱分析(FTIR)、差示扫描量热分析(DSC)等对酸溶液老化前后PC进行表征。结果表明,酸溶液老化后PC的力学性能整体呈下降趋势;酸溶液老化后PC发生了降解反应,并且随着老化时间延长降解程度增大。     

TOTM/DOP并用比对CM/EVM共混胶性能的研究

本文主要研究了CM/EVM为70/30配比时,不同TOTM/DOP配比下共混胶料的力学性能、耐热氧老化性能、耐油性能。结果表明:随着TOTM用量的增加,热空气老化前,拉伸强度增大,扯断伸长率基本不变,100%定伸应力呈逐渐上升的趋势;热空气老化后,拉伸强度逐渐下降,扯断伸长率增大,50%定伸应力逐渐减小。在3#标准油中老化后,扯断伸长率呈下降趋势,100%定伸应力增大,拉伸强度增大,体积变化率减小。     

紫外光交联对低烟无卤阻燃电缆绝缘材料性能的影响

研究了紫外光交联对低烟无卤阻燃电缆绝缘材料的热延伸、力学性能及阻燃性能的影响,并利用热失重分析仪研究了绝缘材料的热稳定性及老化性能。结果表明,随着紫外光辐照时间的延长,绝缘材料的热延伸率逐渐减小,交联后绝缘材料的力学性能、耐热性、阻燃性能及电性能明显提高;紫外光交联后,绝缘材料的拉伸强度由交联前的10.0 MPa增加到13.0 MPa;通过158℃热老化实验,绝缘材料的拉伸强度和断裂伸长率的保留率均大于90%;极限氧指数也由33.5%增大到35.0%;体积电阻率由交联前的7.8×1012Ω·m提高到1.1×1013Ω·m;介电强度由33.0 MV/m提高到36.0 MV/m。     

玻璃钢在盐雾环境中腐蚀机制和性能演变规律的试验研究

本文在总结复合材料在海洋的盐雾环境中使用的材料腐蚀理论基础上,分析复合材料发生腐蚀的主要形式和历程,模拟自然环境试验设计不同盐雾温度、不同老化时间下的加速老化试验,通过材料表面形貌、玻璃化转变温度、微观结构的变化来评价玻璃钢在盐雾中的腐蚀性能,着重分析温度、时间对材料腐蚀性能的影响规律;根据中值老化寿命和剩余强度之间的关系式,建立了加速寿命规律模型和寿命预测模型;根据试验中玻璃钢力学性能随老化时间的衰减多数情况下具有一致的规律性,建立了盐雾环境中玻璃钢力学性能随老化时间的衰减三线型模型。试验结果表明,在盐雾环境中,玻璃钢除了可见的外观发生变化外,其玻璃化转变温度、表面巴氏硬度、拉伸强度和弯曲强度均呈现下降趋势,并且随温度的提高和腐蚀时间的延长,性能下降会进一步加大;中值老化寿命和剩余强度之间的关系式能比较好地描述聚合物基复合材料自然老化规律和加速老化规律,力学性能随老化时间的衰减三线型模型能够直观的反映玻璃钢在盐雾环境中加速老化的各个阶段。     

玻璃纤维增强聚酰胺老化机理的研究

以30％玻纤增强的聚酰胺66（PA66）为对象，用紫外加速仪研究了辐照时间对玻纤增强PA66的吸湿率、力学性能和形貌的影响进行研究，探讨了玻纤增强PA66的老化机理。实验结果表明：玻纤增强聚酰胺经紫外老化后的吸湿率显著低于未增强聚酰胺；玻纤增强聚酰胺的拉伸强度、弯曲强度显著提高，紫外老化后力学性能保持率较高；玻纤增强聚酰胺抗老化的机理可能是玻璃纤维阻止了聚酰胺老化裂纹的进一步扩展，同时减缓了外界因素对聚酰胺本体的进一步侵蚀，老化速度减慢。     

盐雾环境对玻璃纤维-铝合金层合板力学性能的影响

通过研究玻璃纤维-铝合金层合板在盐雾环境下不同老化周期后的力学性能及复合材料层红外光谱,分析了层合板在盐雾老化条件下的性能变化。在加速盐雾老化条件下,树脂基体发生了降解,树脂-纤维界面及表面铝合金发生腐蚀破坏,随老化时间的延长,0°及90°层合板的拉伸、压缩及面内剪切强度均呈现出明显的下降趋势,90°层合板内部受到的损伤更为严重,盐雾环境会降低层合板内热固性树脂基体的交联程度,并破坏树脂-纤维及树脂-铝合金的界面,影响应力在玻璃纤维-铝合金层合板层间的传递,使材料力学性能发生衰减。     

盐雾老化对风电叶片用环氧树脂性能的影响

采用差示扫描量热(Differential Scanning Calorimetry,简称DSC)、红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,简称FTIR)、静态力学性能测试等分析方法对复合材料风电叶片用环氧树脂浇铸体老化前后的性能进行分析,通过对比盐雾老化前后树脂浇铸体的玻璃化转变温度(Glass transition temperature,简称Tg)和力学性能,研究了环氧树脂浇铸体的老化机理。结果表明,树脂浇铸体的Tg随着老化时间的增加呈现先上升后下降的趋势,老化20天时Tg由未老化前的55℃升高到62℃,20天后开始下降,到50天时下降为51℃,比未老化的下降了4℃。随着老化时间的增加,树脂浇铸体力学强度和模量均呈下降趋势,50天盐雾老化后树脂浇铸体的弯曲强度和拉伸强度分别下降了13%和12%,而弹性模量和弯曲模量分别下降了16%和9%。     

Influence of thermooxidative aging on the static and dynamic mechanical properties of long‐glass‐fiber‐reinforced polyamide 6 composites

The static and dynamic mechanical properties, thermal behaviors, and morphology of pure long‐glass‐fiber‐reinforced samples [polyamide 6 (PA6)/long glass fiber (LGF)] with different thermal exposure times at 160°C were studied by comparison with stabilized samples in this study. The aging mechanism of the PA6/LGF samples under heat and oxygen was studied with the methods of thermal Fourier transform infrared (FTIR), differential scanning calorimetry, dynamic mechanical analysis, scanning electron microscopy (SEM), and so on. The results indicate that the static mechanical strength, melting temperature, and crystallization temperature decreased because of the decomposition of the macromolecular chain of PA6 resin and the debonding of the interface between the glass fibers and matrix. The glass‐transition temperature and crystallinity also increased and decreased, respectively, after aging. The macromolecular chain decomposition dominated in the subsequent aging process; this resulted in many sharp and brittle microcracks appearing on the surfaces of the aged samples, as shown by SEM and the FTIR spectra. The existence of stabilizers endowed the PA6/LGF composites with better retention of static and dynamic mechanical properties. The reason was that the metal ions of the copper salt antioxidant acted as an anti‐aging catalyst in the reinforced PA6 system. © 2013 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2014 , 131, 39594.     

高低温老化对碳纤维复合材料芯棒结构性能的影响

采用拉挤工艺制备了碳纤维增强环氧树脂基复合材料芯棒,并对其进行高低温人工加速老化试验,以及对老化前后碳纤维复合材料芯棒的横截面、外观颜色和密度进行了测试和分析。结果表明,高低温老化使芯棒颜色加深,主要对芯棒的外层产生一定的影响,内部结构没有明显变化;老化后芯棒的密度比老化前减小约2.5%,并且不同老化周期对芯棒的密度基本不变。     

Hygroscopic-aging behavior of pure and NaCl-filled polyurethane rubber

The aging phenomenon of highly filled rubber in humid environment was investigated. HTPBD was reacted with MDI and mixed with salt at the same time. The mixture was then hot-pressed for 24 h at 90°C to prepare the sample. The changes in mechanical properties and glass transition temperature of the sample were followed when they were subjected to different humidity at 30°C for 7 days. Furthermore, the effects of humidity on chemical structures were studied with IR. The results showed that unfilled rubber suffered no changes in mechanical properties after 7 days in environment of high humidity (RH 97). However, for NaCl-Filled rubber, its strength decreased because of a loss of stiffness of salt after salt deliquesced. The glass transition temperature of unfilled rubber seems not to be affected by various humid conditions, but the T_g of filled rubber decreased slightly. From SEM pictures, we observed that interior holes were left after salt deliquesced. This was the main cause for the reduction in mechanical properties of filled rubber.     

紫外老化对芳纶／环氧复合材料性能和结构的影响

通过紫外老化试验（温度（40±5）℃,湿度40％）,研究了芳纶、环氧及其复合材料的力学性能、玻璃化转变温度、失重随老化时间的变化,并用红外光谱分析了芳纶的结构变化。结果表明：经紫外老化后,芳纶／环氧的拉伸强度、失重率有明显的变化,芳纶结构和复合材料的玻璃化转变温度无明显的变化。     

高性能纤维的耐碱性能研究

研究了芳纶、玄武岩纤维以及玻璃纤维的耐碱性能,分析了3种纤维分别在65℃、80℃、95℃的氢氧化钠溶液中,经不同时间的腐蚀后,3种纤维的力学性能以及其质量的变化情况.结果表明:芳纶的耐碱性能最优,断裂强力和断裂伸长保持率最大,玄武岩纤维其次,玻璃纤维最差,因此芳纶比玄武岩纤维和玻璃纤维更适合用于碱性环境中.     

芳香族聚噁二唑纤维的酸老化行为及降解机理研究

研究了芳香族聚-1,3,4-噁二唑(POD)纤维浸泡于不同酸溶液中的力学性能和表面形貌的变化,表征了酸老化前后POD纤维的聚集态结构与分子结构,探讨了POD纤维的酸老化机理.结果表明:POD纤维力学性能在体积分数30％的硫酸溶液中下降最快,在硝酸溶液中老化最严重;POD纤维老化后线密度变大,温度越高,力学性能下降越快;...