GF增强PP/苎麻纤维复合材料的制备及其性能研究

采用非织造-模压工艺,以苎麻纤维为增强体和聚丙烯(PP)纤维制备了PP/苎麻纤维复合材料,然后添加玻璃纤维(GF)对PP/苎麻纤维复合材料进行增强改性。分别研究了不同含量苎麻纤维、GF对复合材料弯曲性能、剪切性能及吸水性能的影响,并采用扫描电子显微镜(SEM)研究了改性前后复合材料界面结合的微观形貌变化。结果表明,当PP/苎麻纤维复合材料中苎麻纤维体积分数为40%时,复合材料的弯曲、剪切性能最优;当添加体积分数为5%的GF和35%的苎麻纤维时,PP/GF/苎麻纤维复合材料弯曲强度、弯曲弹性模量、层间剪切强度分别增加18.48%,10.22%和31.41%,且复合材料吸水率最小。     

苎麻纤维增强聚丙烯复合材料的性能研究

用偶联剂对苎麻纤维进行改性处理,研究了偶联剂处理浓度及苎麻用量对聚丙烯/苎麻增强复合材料力学性能的影响。结果表明:随着苎麻纤维用量的增加,复合材料的拉伸强度和弯曲强度都随之提高,其中经偶联剂处理复合材料的力学性能提高幅度较大;偶联剂处理浓度为1%时,材料的拉伸强度最高。SEM观察发现:未经处理的苎麻纤维表面较光滑,而经偶联剂处理的苎麻纤维表面较粗糙,并黏附了聚丙烯基体,说明偶联剂的添加改善了复合体系的界面相容性,界面结合力提高。     

洋麻/芳纶混纺织物增强复合材料的力学性能研究

为了探究四种洋麻/芳纶不同混纺比对其混纺织物增强复合材料力学性能的影响,对以环氧树脂为基体,精细化处理的洋麻和对位芳纶不同混纺比机织物为增强体的复合材料进行力学性能测试,并对洋麻纤维扫描电子显微镜(SEM)及傅里叶红外光谱(FTIR)测试分析纤维表面粗糙度及极性变化,从而来分析力学测试结果。结果表明,洋麻/芳纶30/70混纺织物增强复合材料弯曲强度最高,为248.81MPa,弯曲模量为12.91GPa,与纯芳纶织物增强复合材料相比,分别提高4.9%和7.1%;而洋麻/芳纶20/80混纺织物增强复合材料剪切强度最高,为24.58MPa,与纯芳纶织物增强复合材料相比,提高18.6%。SEM及FTIR表明洋麻纤维精细化处理后,纤维表面粗糙度增加,极性降低,提高了增强体与树脂的界面结合力,从而改善了复合材料的弯曲、剪切性能。     

椰壳纤维/PBS可降解复合材料的研究

采用碱溶液和偶联剂对椰壳纤维进行表面处理,用转矩流变仪的密炼装置,制备未进行表面处理的不同纤维含量的椰壳纤维/PBS(聚丁二酸丁二醇酯)复合材料和经表面处理的不同纤维含量的椰壳纤维/PBS复合材料。重点研究了椰壳纤维和偶联剂含量对复合材料力学性能的影响。结果表明,椰壳纤维含量和偶联剂含量对复合材料的力学性能影响最大。当椰壳纤维含量为45%时,复合材料的力学性能最好,其拉伸强度、弯曲强度和冲击强度分别为38.59 MPa、52.43 MPa、10.45 k J/m2;偶联剂含量对冲击强度影响不大,但氢氧化钠浓度对冲击强度有一定影响。随着椰壳纤维含量的增加,材料的力学性能相应提高;偶联剂含量增加,纤维-树脂的界面黏结性能提高,材料的力学性能随之提高。扫描电子显微镜(SEM)图片显示,碱处理和偶联剂很好地改善了纤维-树脂的界面黏结性能。     

界面改性对椰壳增强聚丙烯复合材料性能的影响

分别采用不同浓度碱溶液、偶联剂及其联合方式对椰壳纤维表面进行处理,利用模压成型技术制备椰壳聚丙烯复合材料,讨论界面改性对椰壳纤维表面及其复合材料力学性能的影响。结果表明,碱加偶联剂联合改性最有利于复合材料力学性能的改善,且在碱处理浓度相同的情况下,复合材料的拉伸强度随偶联剂浓度的增加而增大;偶联剂改性对复合材料力学性能的影响优于碱处理对复合材料力学性能的影响,且偶联剂改性对复合材料弯曲强度影响较大,复合材料的力学性能随偶联剂浓度的增加而增大。     

柠檬石膏的表面改性对柠檬石膏/聚丙烯复合材料性能的影响

本文研究了单一和混合偶联剂表面改性的柠檬石膏对柠檬石膏/聚丙烯复合材料的力学性能,结晶度,熔点的影响;结果表明:单一偶联剂表面改性的柠檬石膏使柠檬石膏/PP复合材料的拉伸强度,弯曲强度和弯曲模量较PP有不同程度提高,钛酸酯和铝酸酯偶联剂对柠檬石膏的表面改性具有较好效果。混合偶联剂表面改性的柠檬石膏使柠檬石膏/PP复合材料的冲击强度较单一偶联剂表面改性柠檬石膏填充PP的复合材料提高了34.7%,而拉伸强度,弯曲强度和弯曲模量均有一定下降。差示扫描量热(DSC)分析结果显示柠檬石膏的加入可以提高聚丙烯的结晶度,对复合材料的熔点几乎没有影响;柠檬石膏的表面改性对复合材料中PP的结晶度和熔点均没有明显影响。     

纤维表面处理对三维编织碳纤维增强尼龙性能的影响

分别考察了几种纤维表面处理方法对碳纤维表面和复合材料性能的影响。结果表明，纤维表面处理使碳纤维的表面更粗糙；经过处理后的碳纤维表面含氧量明显提高，改善了碳纤维与基体的浸润性；空气氧化处理方法的综合效果比较理想；γ射线辐照处理除冲击强度稍低于空气氧化处理外，其弯曲强度、弯曲弹性模量尤其是剪切强度均高于空气氧化法；空气氧化与偶联剂复合处理的复合材料剪切强度最高。     

纤维表面处理对复合材料力学性能的影响

本文研究了碳纤维表面处理方法对纤维-基体界面剪切强度的影响．研究结果表明，相对于未进行表面处詈的碳纤维-所采用的胺基化处理和偶联剂处理两种表面处理方法都能够提高碳纤维界面的剪切强度，从而提高复合材料整体的抗拉强度和弹性模量。并且偶联剂处理方法具有更好的工艺性．     

苯并噁嗪树脂基复合材料的制备及性能表征

本文采用氧等离子体对碳纤维表面进行活化,后用偶联剂接枝的方法对碳纤维表面进行处理。按照GB3357-82和GB3356-82,对复合材料层间剪切强度和弯曲强度进行测试并研究等离子体处理及偶联剂接枝对碳纤维/苯并噁嗪(Polybenzoxazine,PBOZ)复合材料界面粘接性的影响。通过XPS,SEM对碳纤维表面及复合材料断裂面形貌进行测试,分析界面粘接机制。研究表明,氧等离子体处理使碳纤维表面粗糙度和活性含氧基团含量增加,增加了纤维与树脂之间的粘接性;氧等离子体处理后再进行偶联剂接枝,碳纤维表面的含氧官能团增加,浸润性得到改善,提高了碳纤维/PBOZ复合材料界面粘接性能。     

纳米SiO_2和PP-g-MAH对玻纤增强PP复合材料性能的影响

纤维和树脂之间的界面结合强度是决定复合材料性能的关键因素。通过实验研究在玻璃纤维表面涂覆经硅烷偶联剂KH550表面处理的纳米SiO_2以及在PP基体中加入PP-g-MAH对玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的界面结合强度和力学性能的影响。结果表明,纳米SiO_2经KH550表面处理后可以降低其表面能,有利于其在纤维表面分散吸附;纤维表面涂覆纳米SiO_2及在PP中加入PP-g-MAH,有利于增强纤维和树脂之间的界面结合强度,复合材料的层间剪切强度提升了116.06%,拉伸强度提升了109.14%,弯曲强度提升了99.85%。     

表面改性对竹纤维与聚丙烯纤维混杂毡平铺复合材料湿热老化影响

采用碱处理以及碱-偶联剂处理竹纤维,利用非织造和热压工艺制备了竹纤维(BF)与聚丙烯纤维(PP)混杂毡平铺复合材料。研究了改性前后竹纤维与聚丙烯纤维混杂毡平铺复合材料的湿热老化行为的变化,并用SEM研究了复合材料界面结合状况。结果表明:竹纤维与聚丙烯纤维混杂毡平铺复合材料的吸湿规律符合Fick吸湿定律,和竹纤维含量无关,复合材料的吸湿行为不仅与竹纤维含量有关,还与材料内部孔洞密切相关。湿热老化对复合材料拉伸性能影响不显著,经过碱处理或者碱-偶联剂处理后,竹纤维与聚丙烯纤维混杂毡平铺复合材料耐湿热老化性能有较明显的提升效果,综合考虑湿热老化后复合材料的性能,碱-偶联剂处理后复合材料耐湿热老化性能最优,当湿热老化60 d后,复合材料的弯曲和拉伸强度分别为60.55、33.10 MPa,较未处理分别提高了49.51%、18.06%,弯曲和拉伸模量分别为3.91、3.58 GPa,较未处理分别提高了64.7%、7.28%。SEM结果显示:经过碱-偶联剂处理后,竹纤维与聚丙烯树脂之间的黏结得到了提升,复合材料内部孔隙减少,阻碍了水分在材料内的扩散,从而提升了复合材料的耐湿热老化性能。     

改性EP/S–GF单向复合材料缠绕成型工艺及性能

以4,4’-二氨基二苯甲烷、苯酚和甲醛为原料合成二胺型苯并恶嗪(MDA–BOZ),并用其改性环氧树脂(EP)。采用湿法缠绕成型方法制备单向高强玻璃纤维(S–GF)增强改性EP基复合材料。用T–β外推法和凝胶化时间法确定了复合材料的成型工艺,并测试了其在室温和高温下的拉伸强度、弯曲强度、层间剪切强度等力学性能。与EP/4,4’–二氨基二苯砜(DDS)/S–GF复合材料相比,EP/MDA–BOZ/DDS/S–GF复合材料综合力学性能有较大提高。EP/MDA–BOZ/DDS/S–GF复合材料室温弯曲强度达1 428.3 MPa,层间剪切强度达79.92 MPa,纵向拉伸强度1 134.1 MPa,拉伸弹性模量为40.15 GPa。复合材料在100℃时,弯曲强度保持率为78.95%,层间剪切强度保持率为81.06%。扫描电子显微镜分析发现,改性树脂与玻璃纤维界面粘结性较好。     

竹片/环氧乙烯基酯树脂复合材料的界面性能研究

采用不同浓度的碱与不同浓度的硅烷偶联剂对竹片进行表面改性,研究了表面改性对竹片抗拉强度及其复合材料制品界面层间剪切强度的影响。实验结果表明:适当浓度的碱处理改性方法对竹片拉伸强度和竹复合材料界面剪切强度的提高要明显优于KH550改性方法,双重改性对竹片的抗拉强度具有较好的改善效果;通过扫描电镜分析冲击断面破坏方式发现,竹片/环氧乙烯基酯树脂复合材料界面损伤模式主要表现为竹片中竹纤维抽拔断裂、基体断裂、纤维/基体界面脱粘以及剪切分层,界面性能有所改善。     

PBMA原位包覆硅灰石填充改性聚丙烯的研究

采用不同的方法处理硅灰石填充改性PP,研究了经不同处理工艺处理的硅灰石对PP复合材料力学性能及加工流动性的影响。结果表明:在相同用量下,经PBMA表面包覆方法处理的复合材料比偶联剂JN-101处理的屈服强度要高,同时经过表面包覆的硅灰石能使PP屈服强度提高45.9%。SEM分析表明:经表面包覆的硅灰石分散能力大幅度提高,与基体界面结合较好;复合材料的熔体流动速率随着包覆硅灰石添加量的增加而降低。     

表面处理对剑麻纤维性能及与淀粉相容性的影响

采用碱处理、硅烷偶联剂处理以及两者复合的处理方法对剑麻纤维进行表面改性,研究了不同处理方法对剑麻纤维的性能以及剑麻纤维/淀粉复合材料界面粘结性能的影响。通过傅立叶变换红外光谱仪、热重分析仪、扫描电子显微镜和万能试验机对不同处理的剑麻纤维进行表征,使用拔出实验测试剑麻/淀粉复合材料的界面粘结情况,并采用二参数威布尔模型计算拉伸强度和界面剪切强度。结果表明,所有处理方法都能提高剑麻纤维的热稳定性和界面剪切强度。与未处理纤维相比,碱处理后的剑麻纤维与淀粉的界面剪切强度最高,为2.011 MPa,提高了19%。     

超细水镁石的硅烷偶联剂表面改性

超细活性水镁石是一种重要的环保型阻燃材料。使用2种硅烷偶联剂对水镁石超细粉进行了表面改性试验。将改性后的水镁石粉添加到聚丙烯(polypropylene,PP)中,研究了硅烷改性对PP／水镁石复合材料性能的影响。通过对改性前后粉体的扫描电镜(scanning electron microscope,SEM),Fourier变换红外光谱以及PP／水镁石复合材料新鲜断面的SEM分析等手段,研究硅烷偶联剂对水镁石粉改性的效果和改性机理。结果表明：偶联剂硅烷A-174和硅烷FR-693的最佳用量分别为水镁石粉质量的1．5％和1．0%,改性温度为80℃。改性可以使PP／水镁石复合材料的悬臂梁缺口冲击强度提高0．3kJ／m^2,弯曲模量提高30％以上,并使材料的阻燃性能提高。使用偶联剂硅烷FR-693可以使复合材料的拉伸强提高1MPa,2种偶联剂都不能提高断裂伸长率及弯曲强度。     

GB/PP复合材料拉伸性能与介电性能的研究

采用小粒径玻璃微珠(OB)与聚丙烯(PP)熔融共混,研究了GB含量及表面处理对复合材料拉伸性能及介电性能的影响。研究结果表明,与未经表面改性的GB相比,经过偶联剂KH-550和EB-151处理的GB与PP复合后,其拉伸性能得到明显改善;且当GB含量为20%时,经过KH-550处理的GB/PP复合材料的拉伸强度、断裂伸长率和拉伸弹性模量比纯PP的分别提高了8.7%、109.6%和187.0%;复合材料的介电常数随GB含量的增加呈现增大的趋势,经过改性的复合材料的介电常数比未经改性的有所增加,而GB的含量和界面改性对介电损耗的影响不大。     

F-12纤维表面处理对复合材料壳体纤维强度转化率的影响

对F-12纤维表面进行聚合物涂层改性，通过NOL环复合材料剪切强度测试，研究不同浓度的聚合物表面处理液对复合材料层间剪切强度的影响．结果表明：F-12纤维表面经TDE-85／DDM体系处理后，复合材料层间剪切强度均高于未表面处理的纤维；当刚性涂层液质量分数为5％时，层间剪切强度最高，比未表面处理的纤维高50％左右．φ150mm容器爆破试验结果表明，F-12纤维表面经涂层液处理后，复合材料壳体纤维强度转化率平均提高2．3％，容器特性系数平均提高12．5％．     

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。     

磷酸酯偶联剂改性芳纶纤维增强聚丙烯复合材料的性能研究

采用磷酸酯偶联剂对芳纶纤维表面进行接枝改性,研究了实验条件和纤维含量对芳纶纤维增强聚丙烯(PP)复合材料力学性能的影响,并用电子扫描显微镜观察了PP复合材料的微观形态结构。结果表明:磷酸酯偶联剂成功接枝到芳纶纤维表面上,使芳纶纤维和PP的界面黏结性能得以明显改善。芳纶纤维可以显著地提高PP复合材料的力学性能当,其含量为20%时复,合材料的综合性能最优。