玄武岩纤维增强聚丙烯基复合材料的力学性能研究

本文主要研究玄武岩增强聚丙烯复合材料的力学性能。分别制备了玄武岩纤维含量为10%、20%、30%和40%的纤维增强复合材料,并分析纤维含量对复合材料拉伸性能和弯曲性能的影响。研究表明,玄武岩纤维的加入大幅度提高了复合材料的拉伸性能和弯曲性能,但复合材料的断裂伸长率有所下降;随着玄武岩纤维含量的增加,复合材料的拉伸、弯曲强度和模量呈先增加后减小的趋势,当纤维含量在30%时达最大值;复合材料的弯曲强度和模量的变化规律与拉伸性能相同。     

乙烯基树脂复合材料湿热老化性能研究

本文研究了乙烯基树脂复合材料层合板在80℃湿热老化条件下的老化性能。研究表明,湿热老化42d后,复合材料拉伸强度保留率为60%,弯曲强度保留率为63%,这是由于湿热老化对界面产生的影响造成的;DMA数据表明,复合材料的玻璃化转变温度以及损耗因子都呈现下降的趋势。     

VARI工艺制备碳纤维/环氧树脂复合材料的耐腐蚀性能及断口形貌分析

研究了用真空辅助树脂灌注（VARI）成型工艺制备碳纤维复合材料的耐腐蚀性能，并对采用VARI工艺制备的碳纤维复合材料制件进行了断口形貌分析。结果表明：碳纤维树脂基复合材料的拉伸强度是395.93 MPa，弯曲强度是568.44 MPa，模拟海水中浸泡70天后拉伸性能和弯曲性能的保持率仍能保持在80%以上；腐蚀前环氧树脂与碳纤维编织布总体浸润充分，拉拔孔洞少，腐蚀后树脂对纤维包裹性变差，孔洞变多，但仍保持材料的大部分优良性能。     

热塑性聚酰亚胺/玄武岩纤维复合材料

首次提出以玄武岩纤维增强热塑性聚酰亚胺,通过热模压工艺制备复合材料,通过考察成型工艺对冲击性能的影响,优化了成型工艺参数,即模压温度在360℃、压力在20 MPa、保压时间在30 min。在此基础上,进一步考察纤维含量对拉伸强度、断裂伸长率和弯曲强度的影响,结果发现:随着玄武岩纤维用量的增加,复合材料拉伸强度不断增大,但断裂伸长率下降,弯曲强度随着玄武岩用量增加而增大,表明复合材料刚性得到增强。考察了复合材料的阻燃性能,发现复合材料阻燃性能达到V0级,而且极限氧指数随着纤维用量增加,稍微增大,表明阻燃性能有一定提高。为汽车用摩擦材料提供一条思路。     

MMT对WPC吸水前后拉伸及弯曲性能的影响

木粉经过NaOH溶液处理后，表面出现了孔洞结构，用处理后的木粉与PP废玩具塑料(X-PP)制备的木塑复合材料(WPC),其内部的木粉和X-PP的界面连接性与未处理的相比较好；在WPC中加入蒙脱土(MMT),复合材料的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量均升高，断裂伸长率和吸水性降低，添加5%的MMT,复合材料的拉伸强度、弯曲强度和模量分别为19.3、29.1和2 410.1 MPa,与未添加的WPC相比，分别提高了12.2%、6.6%和7.6%;吸水后，WPC的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量从16.1、26.4和2 130.2 MPa分别下降至14.2、21.2和1 732.1 MPa,添加MMT可以有效降低WPC吸水后性能的下降率。当添加5%的MMT时，WPC吸水后的拉伸强度、弯曲强度和模量的下降率分别从9.8%、12.8%和13.4%下降至3.6%、5.2%和5.5%。     

苎麻/玻璃纤维混杂复合材料的老化研究及寿命预测

采用玻璃纤维布与苎麻纤维布混杂增强乙烯基树脂制备复合材料,结合船舶在服役环境下的实际情况,通过人工加速老化的方法,对苎麻纤维/玻璃纤维混杂复合材料进行水浸泡老化、盐雾老化和紫外老化实验,研究混杂复合材料的拉伸强度及弯曲强度等随老化时间、老化温度等的变化情况及性能退化趋势,并根据剩余强度模型对混杂复合材料进行寿命预测。研究表明,老化初期阶段试样吸湿趋势主要以浓度梯度推动的菲克扩散为主。老化环境不同,试样强度的衰减程度不同,水浸泡老化对试样影响最大,盐雾老化次之,紫外老化影响相对较少。根据剩余强度模型预测10年后盐雾试样弯曲强度保留率为78.0%,紫外老化弯曲试样强度保留率为81.89%。     

国内外玄武岩纤维耐腐蚀性能对比研究

对国内外玄武岩纤维的耐腐蚀性能进行了研究,并对其腐蚀机理进行了探讨。结果表明:国产玄武岩纤维(TX)在水、酸、碱腐蚀后的质量变化幅度略小于国外同类型产品(KV);去离子水处理后TX的强度保留率为83.57%,KV的则为90.17%;2 mol/L盐酸处理后TX的强度保留率为90.21%,KV的则为89.71%;2 mol/L H2SO4处理后TX的强度保留率为65.66%,KV的则为64.98%;5%Na OH溶液处理后TX的强度保留率为58.14%,KV的则为73.38%;饱和Ca(OH)2溶液处理后TX的强度保留率为87.75%,KV的则为72.67%;酸对玄武岩纤维的腐蚀由外而内逐步进行,碱对玄武岩纤维的腐蚀几乎内外同步进行。     

玄武岩纤维增强橡胶木粉/回收HDPE复合材料性能的研究

为改善传统木塑复合材料强度性能较差,采用亲油性玄武岩纤维增强进行改性。结果表明,亲油性玄武岩纤维与橡胶木粉/回收高密度聚乙烯(RHDPE)复合材料界面结合良好,随着玄武岩纤维含量的增加,复合材料的弯曲强度、弯曲模量、拉伸强度均呈现先上升后下降趋势,且在玄武岩纤维添加质量分数为5%时,达到最大值,比未添加玄武岩纤维时分别提高了54.5%、36.6%和31.4%。随着玄武岩纤维含量的增加,复合材料的吸水率呈明显下降趋势。     

玄武岩纤维及其复合筋的耐久性能研究

本文研究了连续玄武岩纤维(BF)及其复合材料(BFRP)筋在水或碱液浸泡环境下的长期性能退化规律与机理。结果表明,在高温蒸馏水及碱液环境下,玄武岩纤维表面发生明显刻蚀,并因此导致其拉伸强度发生显著退化;浸泡温度越高,BF强度下降幅度越大;且在强碱溶液下,BF强度的下降幅度远大于蒸馏水环境。在高温蒸馏水或碱溶液环境下,随着浸泡时间的延长,BFRP筋的拉伸强度显著下降,但拉伸模量变化较小。     

针刺石英纤维预制体增强石英陶瓷复合材料的制备研究

以针刺石英纤维预制体、硅溶胶等为原料,采用溶胶-凝胶的方法制备了石英纤维增强石英陶瓷复合材料。研究了热处理温度对纤维形貌和纤维布拉伸性能的影响以及烧结温度对复合材料弯曲强度的影响。结果表明:石英纤维预制体经丙酮浸泡烘干后,经450℃热处理2h,可以完全去除纤维表面的浸润剂;复合材料经450℃烧结2h,材料弯曲强度为78.5MPa,拉伸强度为31.8MPa,抗压强度为88.8MPa,可以达到天线罩材料力学性能的要求。     

芳纶纤维/AFR树脂复合材料界面粘结性能的研究

为了改善芳纶纤维复合材料的界面粘结性能,合成了一种新型树脂(AFR)作为基体,以未经任何表面处理的芳纶纤维作增强材料,制备了芳纶纤维/AFR复合材料。采用测定表面能、接触角、层间剪切强度、横向拉伸性能和扫描电镜观察形貌等方法,从宏观和微观等方面研究了芳纶纤维/AFR复合材料的界面粘结性能。结果表明,AFR树脂与芳纶纤维有相近的表面能,AFR树脂溶液与芳纶纤维的接触角为42.8°,而环氧树脂(EP)与芳纶纤维的接触角为68°,说明AFR树脂对芳纶纤维的润湿性优于EP树脂;芳纶/AFR复合材料的层间剪切强度、横向拉伸强度和纵向拉伸强度分别为74.64MPa、25.34MPa和2256MPa,比芳纶/EP复合材料的相应强度分别提高了28.7%、32.5%和13.4%,其复合材料破坏面的形貌也说明芳纶纤维与AFR树脂之间的界面粘结性能较好。     

黄麻纤维增强聚丙烯的力学性能

本文讨论了注塑成型黄麻纤维增强聚丙烯的制备方法和力学性能.将纤维重量含量分别为10%、20%和30%的复合材料进行比较,分析纤维含量对复合材料拉伸、弯曲和冲击性能的影响;将纤维分别切成约3mm、5mm和10mm长制成复合材料进行比较,分析纤维长度对复合材料拉伸、弯曲和冲击性能的影响.掺入黄麻纤维能使聚丙烯的拉伸和弯曲性能提高,但使其冲击强度降低;随纤维含量的增加或纤维长度的增加,复合材料的强度和模量是递增的,而冲击强度是递减的.     

剑麻纤维/玄武岩纤维混杂增强聚乳酸复合材料的力学性能研究

混杂纤维增强复合材料由于可以综合利用各种纤维的优点,极大地提高复合材料的性能,拓展复合材料的适用范围。采用剑麻纤维和玄武岩纤维混杂增强聚乳酸制备复合材料,研究了纤维含量和铺层顺序对混杂纤维复合材料力学性能的影响。结果表明,剑麻纤维作为芯层、玄武岩纤维作为表层时混杂复合材料具有较好力学性能。当纤维质量分数为40%时,其拉伸强度和冲击强度比纯聚乳酸分别提高了2.83倍、41.47倍,达到了267.29 MPa和183.46k J/m~2;纤维含量为30%时,其弯曲强度比纯聚乳酸提高4.07倍,达到354.16 MPa。     

亚麻籽麻纤维增强复合材料的制备及其力学性能

本文着重研究了亚麻籽麻纤维强度及其复合材料纵向拉伸和弯曲性能,旨在探求亚麻籽麻纤维在绿色复合材料领域的应用潜能。分别采用10 g/l NaOH和20 g/l NaOH对亚麻籽麻纤维进行脱胶处理。脱胶后纤维表面SEM照片显示,经20 g/l NaOH处理可脱除纤维表面大部分胶质,脱胶较为彻底和均匀。热处理对纤维的力学性能有较大影响,经150℃热处理后纤维强度下降了36.2%。选择低熔点PBS(聚丁二酸丁二醇酯)树脂与麻纤维采用热压成型制备了纤维体积分数为36%的复合材料。测试了复合材料的纵向拉伸和弯曲性能,并对破坏模式进行分析。结果显示:碱处理后,复合材料拉伸性能有所降低,弯曲强度分别提高了19.3%(10 g/l NaOH)和59.9%(20g/l NaOH),20 g/l NaOH处理后复合材料的纵向弯曲强度为42.69 MPa。研究表明,亚麻籽麻纤维可用于制备热塑性复合材料,并具有较好的力学性能和应用前景。     

CF/Al复合材料槽形构件制备技术研究

采用真空反压液相浸渗工艺,以碳纤维M40J增强5A06为研究对象,研究了预制件制备工艺中热去胶过程和超声混杂过程对纤维束丝的物理损伤和化学损伤的程度,纤维束丝分散技术对槽形构件成型及性能的影响.结果表明,热去胶温度和超声分散距离对纤维强度保留率均有显著影响,SiC颗粒可以起分散作用,有利于减少浸渗阻力.与未经颗粒分散的复合材料相比,经过5wt%SiC 3wt%淀粉溶液的分散后,复合材料的体积分数由63.2%降低到51.6%,而复合材料的拉伸强度提高了约59MPa,达到651MPa,密度为2.15g/cm3.     

玄武岩纤维对PE-HD/竹粉复合材料增强增韧研究

本文通过熔融共混方法制备高密度聚乙烯(HDPE)/竹粉/玄武岩纤维(FB)共混物,研究了竹粉和玄武岩纤维对HDPE的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度和耐热性能的影响;结果表明,加入竹粉,HDPE/竹粉复合材料的拉伸强度和冲击强度显著下降,但是弯曲强度有所上升,材料显脆性;但是当玄武岩纤维部分取代竹粉后,HDPE/竹粉/玄武岩纤维复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度得到大幅度增加,体现较好的协同效应;结果证实玄武岩纤维是木塑/竹塑复合材料较好的增强增韧纤维材料。     

黄麻纤维增强不饱和聚酯树脂初步研究

以油酸为偶联剂,将氢氧化钠-油酸处理后的黄麻纤维布作为填充材料制备了不饱和聚酯复合材料,并对氢氧化钠处理黄麻纤维的适宜浓度、复合材料的拉伸强度、冲击强度、吸水率进行了研究测试。结果表明:氢氧化钠的适宜浓度为20%,黄麻纤维增强不饱和聚酯树脂的冲击强度及拉伸强度最大值分别为12.75 kJ/m2和33.05 MPa,复合材料的最大吸水率为4.07%。经油酸处理的黄麻纤维可有效提高不饱和聚酯复合材料的性能。     

玄武岩纤维多轴向经编增强复合材料力学性能研究

以玄武岩纤维多轴向经编织物为增强体,以环氧树脂为基体,通过真空辅助树脂传递模塑(VARTM)工艺,实现复合材料成型。分别测试玄武岩纤维的单轴向、双轴向、四轴向经编复合材料沿0°和90°方向的拉伸、弯曲性能,并对断裂后的图像及试验数据进行对比分析。最终确定了玄武岩纤维的三种轴向经编复合材料沿0°方向双轴向拉伸强度比四轴向高28. 13%,弯曲强度比四轴向高10. 59%,沿90°方向单轴向拉伸强度比双轴向高22. 94%,比四轴向高58. 64%,弯曲强度比双轴向高21. 02%,比四轴向高63. 46%。     

纤维束丝数对平纹编织C/SiC复合材料力学性能的影响

通过对2种丝束平纹编织碳纤维布增强SiC（C/SiC）复合材料的力学性能实验,研究了纤维束丝数（1 k和3 k）对复合材料性能的影响.实验结果表明：1 k C/SiC复合材料的拉伸模量、拉伸强度、压缩模量、压缩强度、面内剪切强度和弯曲强度分别为90.8 GPa,281.8 MPa,135.8 GPa,452.2 MPa,464.3 MPa和126.8 MPa,分别比3 k C/SiC高39%,15.8%,25%,132%,29.3%和30.2%.纤维束粗细不同是导致纤维束弯曲度和复合材料孔隙率差异的主要原因,对压缩强度的影响最大,对拉伸强度的影响最小.     

玄武岩纤维增强PVDF/PP/PETG共混物及性能的研究

通过熔融共混法制备了聚偏氟乙烯/聚丙烯/聚对苯二甲酸乙二醇1,4环己二醇酯（PVDF/PP/PETG）共混物,利用玄武岩纤维对其进行增强改性,并采用扫描电子显微镜、转矩流变仪、维卡软化点测试仪等测试仪器对共混物的形态、黏度、耐热性和力学性能等进行了研究。结果表明,230 ℃时,共混物中PVDF、PP和PETG属两两不相容体系,PVDF和PP呈现连续相结构,而PETG则以球状形态分散在体系中;经玄武岩纤维增强改性后,复合材料的拉伸强度和弯曲强度随着玄武岩纤维含量的增加而增大,且当其含量为30 %（质量分数,下同）时,复合材料的拉伸强度和弯曲强度分别增加到44.0 MPa和67.9 MPa;共混物的维卡软化点从126.7 ℃提高到141.7 ℃。