环氧树脂/PBO纤维复合材料性能研究

对环氧树脂(EP)/聚对苯撑苯并二恶唑(PBO)纤维复合材料的性能进行初步研究。结果表明,用浓度70%的甲基磺酸(MSA)溶液对PBO纤维表面进行处理,可改善PBO纤维与EP基体的粘结强度,但同时使PBO纤维的拉伸性能降低;对PBO纤维处理2h后,以胺类固化剂固化的EP/PBO纤维复合材料的层间剪切强度比处理前提高41%,以酸酐固化剂固化的EP/PBO纤维复合材料的层间剪切强度比处理前提高48%;前者的层间剪切强度大于后者。     

环氧树脂/碳化硅复合材料的热性能及韧性

采用碳化硅作为增强剂制备了环氧树脂/碳化硅复合材料,考察了复合材料的热学及力学性能。实验结果表明,碳化硅的添加使环氧树脂的玻璃化温度提高。当碳化硅添加质量分数为3%时,复合材料的韧性与纯环氧树脂相比提高了35%。     

纳米SiOx/环氧树脂复合材料性能研究

以纳米SiOx为改性材料，采用浇铸工艺制备了纳米SiOx／环氧树脂复合材料。探讨了纳米复合材料的分散工艺方法以及不同的纳米SiOx含量对复合材料力学性能和耐热性能的影响。结果表明，当纳米材料质量分数为1％时，复合材料的分散效果好，拉伸强度和断裂伸长率提高到3倍，无缺口冲击强度达11．6kJ/m^2，洛氏硬度和耐热性能也有提高。     

丁苯橡胶/环氧树脂复合材料的制备及性能

采用机械共混法制得丁苯橡胶(SBR)/双酚A缩水甘油醚型环氧树脂(EP)复合材料,考察了橡胶硫化体系与EP固化体系的相互影响以及SBR/EP(质量比,下同)对复合材料结构和力学性能的影响。结果表明,SBR/EP复合材料中交联的形成分为橡胶交联和树脂交联网络2个阶段;橡胶硫黄硫化体系加速了EP的固化。复合材料中SBR与EP出现了相分离现象;当SBR/EP达到70/30时,EP形成连续相,复合材料成为具有双网络结构的橡塑复合材料;随着EP用量的增大,复合材料的拉伸强度、撕裂强度、100%定伸应力、硬度逐渐增大,扯断伸长率逐渐下降。     

环氧树脂/粉煤灰复合材料性能的研究

探讨了随环氧树脂含量的增加,环氧树脂/粉煤灰复合材料的强度、韧性以及微观结构的变化趋势。结果表明:当环氧树脂含量增加到30%时,复合材料的拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度分别是环氧树脂含量为15%时的329%、168%和257%,环氧树脂含量进一步增加,复合材料的各项性能变化不大;环氧树脂含量达到30%时,复合材料形成了分布均匀的2μm左右的小气孔,并且其密度和尺寸随着环氧树脂含量的增加而增大。环氧树脂含量为30%~40%时,环氧树脂/粉煤灰复合材料的综合性能最好。     

环氧树脂/玻璃纤维复合材料加速湿热老化机理研究

为研究环氧/玻璃纤维复合材料加速湿热老化机理,采用恒定温度下改变湿度和恒定湿度下改变温度两种方法对环氧/玻璃纤维复合材料进行湿热加速老化试验,并对复合材料的动力学和力学性能进行测试。根据力学性能、动态热机械性能(DMA)、扫描电镜(SEM)和红外(IR)测试结果分析湿热对环氧/玻璃纤维复合材料树脂基体、纤维和界面的老化作用机理,由试验结果可知,随着老化试验温度和湿度的增加,复合材料力学强度降低越为明显,在温度和湿度两个参数中,湿度对复合材料的强度影响较大,且复合材料湿热老化后性能衰退主要是由界面破坏引起的。     

纳米炭黑/环氧树脂复合材料的研究

利用填充混合法,选用不同添加量的纳米炭黑N220制备了炭黑(CB)/环氧树脂(EP)复合材料。利用X射线衍射(XRay)、透射电镜(TEM),研究了N220炭黑在环氧树脂复合材料中的分散状态;利用扫描电镜(SEM)对N220/EP复合材料的拉伸断口的形貌进行了观察。结果表明,N220炭黑通过偶联剂(KH550)的作用,可与环氧树脂形成良好的界面;N220炭黑在环氧树脂中主要以炭黑粒子以及聚集体的形态均匀分散,并有可能与环氧树脂固化时形成剥离结构;N220炭黑的加入,使材料的力学性能和耐热性均有很大的提高,材料的拉伸强度、断裂伸长率、冲击强度和弯曲强度在N220的加入量为2%时均达到极大值82MPa、3%、20kJ/m2、107MPa,与纯环氧树脂相比,分别提高了32.3%、39.6%、88.7%、10.3%。     

碳纤/玻纤协同增强环氧树脂复合材料力学性能研究

为了开发衬层结构重载摩擦副用纤维增强聚合物复合材料,并对采用机械混合、模压成型制备的碳纤/玻纤织物增强环氧树脂复合材料力学性能进行了研究,还利用扫描电镜对其断裂形貌进行了分析。结果表明,基体材料冲击强度和抗压强度分别为20.46kJ.m-2和80.5MP,添加碳纤/玻纤织物强化后,其冲击强度最高可达45.30kJ.m-2,抗压强度最高可达417.8MP;当碳纤与玻纤比例由100∶0减少到60∶40时,冲击强度由45.30kJ.m-2减少到38.54kJ.m-2,抗压强度由417.8MP减少到320.6MP。     

环氧树脂/ABS复合材料的制备及性能表征

以环氧树脂为基体,苯乙烯-丙烯腈-丁二烯（ABS）树脂为增韧剂,制备了环氧树脂/ABS复合材料,讨论了增韧剂对复合材料的热性能和机械性能的影响。结果表明,ABS的添加可提高复合材料的断裂韧性。扫描电镜结果显示,基体的剪切屈服和橡胶颗粒的微孔洞是ABS增韧环氧树脂的主要增韧机理。     

球形二氧化硅/环氧树脂复合材料制备与性能表征

以普通角形二氧化硅为原料,采用氧-乙炔火焰法制备出球形二氧化硅。将环氧树脂(E-51)、固化剂(906)、固化促进剂(DMP-30)和球形化前后二氧化硅按照不同的比例经机械搅拌混合、超声分散和升温固化(100℃、2h和150℃、2h)后制备出二氧化硅/环氧树脂复合材料。研究对比球形化前后二氧化硅对环氧树脂浇注体系热学和力学性能的影响。结果表明:球形二氧化硅的加入,提高了环氧树脂的热稳定性,添加量30%时热分解温度达到最大值340℃,球形化后二氧化硅/环氧树脂复合材料热膨胀系数和初始黏度较球形化前明显降低,力学性能得到提高。     

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。     

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。     

玻璃纤维增强环氧乙烯基酯树脂基复合材料的热老化性能

对玻璃纤维增强环氧乙烯基酯树脂基复合材料进行了高温老化试验,分析了随着老化时间的延长,材料的表面形貌、巴氏硬度及力学性能的演变规律,同时采用傅立叶变换红外光谱、X射线光电子能谱和扫描电子显微镜对老化前后复合材料的化学结构、表面元素含量及老化前后材料拉伸断面形貌变化进行了分析。结果表明,随着老化时间的增加,材料表面颜色不断加深,并出现龟裂和翘曲变形以及纤维凸出在表面;巴氏硬度保留率随着老化时间的延长呈现先增大后减小的趋势,在老化28 d时,巴氏硬度保留率下降4.3%;试样的拉伸强度保留率和弯曲强度保留率随着老化时间的延长,呈现先增大后缓慢降低的趋势,在老化28 d时分别下降6.14%和9.23%;试样在老化过程中没有新的物质生成,但其化学元素含量发生了变化,说明了复合材料发生了化学反应,其化学结构发生了变化;试样表面树脂脱落面积和空隙量逐渐增多;经过高温老化后的试样拉伸断裂后,整体断面形貌不规则,并且随着老化时间的增加,树脂含量逐渐减少。     

Effect of Resin:Fiber Ratio on the Properties of Glass Fiber Reinforced Plastic Composites

ABSTRACT

Studies on the effect of resin:fiber ratios on the properties of GFRPs were carried out. The GFRPS laminated composites were prepared by hand lay-up technique. Five types of resin:fiber ratios were studied such as 4:1, 3:1, 2:1, 1.5:1, and 1:1. The correlation of the resin:fiber ratio with the end physical and flexural properties was analyzed. In the present studies, the effect of water absorption on the flexural properties of GFRPs laminates was examined. As a result, it was found that the properties of GFRPs are governed by the resin:fiber ratio, which further influences the properties of GFRP before and after water absorption test.     

聚丙烯/马来酸酐接枝聚丙烯/环氧树脂/玻璃纤维复合材料的制备及其性能研究

通过双螺杆挤出机制备了聚丙烯/马来酸酐接枝聚丙烯/环氧树脂/玻璃纤维（PP/PP-g-MAH/EP/GF）复合材料,并研究了PP-g-MAH含量、EP含量及固化剂对复合材料力学性能的影响。结果表明,PP-g-MAH含量为10份,含有固化剂EP的含量为3份时,复合材料的综合力学性能最佳;与不加EP的复合材料相比,其拉伸强度、弯曲强度、冲击强度分别提高了41 %、47 %、86 %。扫描电子显微镜分析表明,EP的加入明显改善了GF和PP基体的黏结强度。     

纤维增强树脂基复合材料吸湿特性试验方法

介绍了纤维增强树脂基复合材料吸湿特性研究常用的国内外标准试验方法,分析了国内研究人员常采用的相关试验方法在吸湿方式、吸湿试验参数设定等方面的不足。总结了吸湿率、扩散系数、吸湿活化能等吸湿特性参数的计算方法,指出了各参数在纤维增强树脂基复合材料湿热老化性能评价方面的作用和意义。     

玻璃纤维增强PPBES基复合材料性能

以共聚型二氮杂萘联苯结构聚醚砜(PPBES)树脂为基体,连续玻璃纤维(GF)为增强体,通过溶液预浸,热压成型工艺制备单向复合材料。通过对树脂溶液黏度、复合材料纤维体积含量测试,并对复合材料样条进行三点弯曲、层间剪切试验,研究了纤维体积含量对复合材料力学性能的影响,借助断面形貌分析了复合材料受力破坏模式。结果表明,PPBES/GF复合材料的弯曲强度随纤维体积含量的增加呈现先增大后减小的趋势,极值出现在纤维体积含量为57%时,弯曲弹性模量和层间剪切强度随纤维体积含量的增加呈现逐渐增大的趋势,复合材料的受力破坏模式为界面脱粘破坏和树脂基体内部破坏同时存在。     

RTM制备玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的力学性能分析

以环氧树脂为基体,短切玻璃纤维和玻璃纤维布为增强材料,通过RTM工艺制备了玻璃纤维增强环氧树脂(GF/EP)复合材料,并研究了RTM工艺制备玻璃纤维布增强环氧树脂(L-GF/EP)和短切玻璃纤维增强环氧树脂(S-GF/EP)复合材料的拉伸和弯曲性能,分析了开孔对两种复合材料拉伸性能的影响。结果表明:在拉伸过程中,开孔试样因孔边产生的应力集中,导致其拉伸强度与无孔试样相比下降了30%左右;玻纤铺层类型的不同对复合材料的力学性能具有显著影响;L-GF/EP复合材料内部结构完整,在载荷作用下,复合材料的弯曲断裂呈现一定的假塑性断裂模式,达到弯曲极限挠度值后,出现一定程度的回弹现象,其力学性能优于S-GF/EP复合材料。     

环氧树脂／凹凸棒土复合材料的分散和力学性能研究

采用超声分散和溶液共混的方法制备环氧树脂/凹凸棒土复合材料。电子显微镜和元素分析的结果表明，超声分散和凹凸棒土的有机化处理可以改善凹凸棒土的团聚状况和亲油性。选用超声波的作用功率为400W，作用时间为5min时的分散条件，复合材料的冲击强度、弯曲强度和弯曲模量均高于环氧树脂，表明凹凸棒土在复合材料中起到了增强的作用。     

环氧树脂/石英纤维透波复合材料制备

为改善环氧树脂的介电性能及提升石英纤维的界面性能,使用缩水甘油醚基笼型倍半硅氧烷(G-POSS)和γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)分别对环氧树脂和石英纤维进行改性.利用差示扫描量热法研究改性后环氧树脂的固化过程,并通过外推法确定了其固化工艺,根据固化工艺制备环氧树脂/石英纤维复合材料,分别对该复合材料的热稳定性、...