CF表面处理对PA66/CF复合材料性能的影响

以10%碳纤维(CF)增强尼龙66(PA66)为实验对象,采用液相酸化法和自制PA上浆剂两种方法对CF进行表面处理,实验了不同处理方法对CF表面状态的影响,用红外光谱测试了不同处理后的官能团,并分析测试了CF表面状态对PA66/CF复合材料微观结构与力学性能的影响。实验结果表明,在混合酸溶液中加入过硫酸铵可以有效地提高CF表面酸化速率。自制的PA上浆剂使CF表面活性基团密度提高,改善了与PA66基体的相容性,其界面微观结构有所改善,结合强度有所提高。由此制备的PA66/CF复合材料,拉伸强度由115 MPa提高到162 MPa,提高了40.87%。冲击强度由7.8 kJ/m2提高到了11.2 kJ/m2,提高了43.59%。     

碳纤维增强尼龙66复合材料的制备及性能

采用双螺杆挤出机熔融共混法制备了碳纤维(CF)增强尼龙66复合材料(PA66/CF),对其结构进行了表征,并研究了其力学性能。扫描电镜照片显示,在PA66/CF复合材料中,CF与PA66基体充分粘结在一起,其微观形貌表明,体系中碳纤长度为0.5~0.7 mm。力学性能测试发现,与尼龙66相比,PA66/CF复合材料各项力学性能指标均有大幅度提高。当加入4束碳纤维时,PA66/CF复合材料力学性能最佳,该复合材料的拉伸强度为200.2 MPa,与PA66相比提高了113.2 MPa;弯曲强度为280.2 MPa,比PA66提高了190.3 MPa;弯曲模量为13560.8 MPa,比PA66提高了10628.7 MPa;冲击强度为14.8 kJ/m^2,比与PA66提高了6.3 kJ/m^2。该PA66/CF复合材料密度较小、力学性能优良,可以广泛应用于风电叶片、发动机罩盖、仪表盘、车尾门等产品当中。     

表面处理对CF/PA66复合材料磨损性能的影响

采用电化学氧化法和氨气法分别对碳纤维(CF)进行表面处理后,用双螺杆挤出机共混造粒和注塑成型制备CF/PA66复合材料,研究了表面处理对CF/PA66复合材料磨损性能的影向。结果表明:随着CF含量的增加,CF/PA66复合材料的耐磨损性能提高;对CF进行表面处理,可提高CF/PA66复合材料的耐磨损性能,氨气法得到的CF/PA66复合材料的耐磨损性能优于电化学氧化法,当添加CF质量分数为15%时,其体积磨损速率比电化学氧化法的约降低48%。     

可激光焊接PA66增强复合材料的制备及其性能研究

以聚酰胺66(PA66)作为基体树脂，玻璃纤维(GF)作为增强材料，通过熔融挤出法制备了可激光焊接的PA66增强复合材料。研究了非结晶的半芳香族聚酰胺、扁平GF、润滑剂OP蜡和色粉对PA66增强复合材料力学性能和激光透射性能的影响。结果表明：共混非结晶的半芳香族聚酰胺树脂、使用扁平GF可以显著提升PA66增强复合材料的激光透射性能；润滑剂OP蜡的使用对PA66增强复合材料的激光透射性能影响很大，添加质量分数为0.5%的OP蜡，PA66增强复合材料的激光透射性能下降55.6%;随着样品厚度的增加，PA66增强复合材料的激光透射性能逐渐降低；非结晶的半芳香族聚酰胺的加入可以改善PA66增强复合材料的耐热性能。     

体育器材用CFRPA6复合材料的制备及其性能

采用碳纤维(CF)改性聚酰胺(PA)6,从而获得PA 6/CF复合材料。结果表明:CF被浓硝酸氧化后,表面会引入碳氮、碳氧等极性基团,增加了PA 6与CF的界面反应活性;CF经浓硝酸处理后表面有许多沟槽出现,增大的表面积对PA 6与CF间机械锁合有利;随着浓硝酸处理CF时间的延长,复合材料的悬臂梁缺口冲击强度略有提高,拉伸强度提高较大;CF被过度氧化时,复合材料的缺口冲击强度、拉伸强度均降低;经浓硝酸氧化处理后,增强了CF界面黏结效果,CF被PA 6紧密包覆,断裂时两者有黏结现象发生;未经浓硝酸处理的样条在纤维拔出后会留下大量空洞,经浓硝酸处理后CF表面极性基团增加,提高了CF与基体树脂的黏结强度。     

高含量玻纤增强尼龙66的制备及性能研究

使用短切纱玻璃纤维和尼龙66(PA66),采用侧方喂料方式添加并熔融挤出制备高玻纤含量的增强PA66复合材料。对复合材料的力学性能进行测试,观察各玻纤含量材料注塑成型样板表面状况,利用扫描电子显微镜(SEM)对使用30%、50%玻纤增强PA66复合材料的冲击断面扫描,采用示差扫描量热(DSC)法测试使用45%、50%玻纤增强PA66复合材料的熔融峰。结果表明,50%玻纤增强尼龙66材料的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、冲击强度均最高,SEM扫描显示50%玻纤含量材料纤维结合效果良好,但样板表面光洁度相对最差,材料熔融峰较45%玻纤含量PA66增加3.18℃。制得的50%高玻纤含量PA66复合材料可以应用于高耐热、高强度及对表面光洁度要求不高的结构部件。     

高强度阻燃导电尼龙材料制备

以炭黑(CB)及碳纤维(CF)为复合导电填料,配合溴系或磷系阻燃剂,以玻璃纤维(GF)为增强剂,制备了高强度阻燃导电PA66材料,研究了各种添加剂对材料导电性能、阻燃性能和力学性能的影响。结果表明,为使材料具有较好的导电性能和阻燃性能,导电填料中的CF含量不宜过低或过高,阻燃剂宜采用红磷母粒;当导电填料中CB与CF质量比为2/8、导电填料质量分数为10%,红磷母粒质量分数为12%、GF质量分数为40%时,采用相对黏度为2.37 Pa·s的PA66树脂所制备的高强度阻燃导电PA66材料的阻燃等级达到UL 94 V–0级,表面电阻率为7.6×102Ω,弯曲强度,拉伸强度和缺口冲击强度分别为298,210 MPa和20 kJ/m2,完全满足客户要求,已成功应用于某电力系统部件。     

连续碳纤维增强聚酰胺6复合材料的研究

以拉挤熔融浸渍制备连续碳纤维增强聚酰胺6（CFRPA6）复合材料，通过改变碳纤维（CF）的长度和含量考察材料的各项性能。结果表明，复合材料中CF长度由2～4mm（短CF）增加到8～10mm（长CF），拉伸强度、弯曲强度和硬度最大增幅分别为25．7％、31．7％和3．1％；当CF含量为15％时，长CF增强PA6复合材料的冲击强度比短CF增强PA6提高了16．3％；与短CF增强PA6相比，在长CF含量为3％时，长CF增强PA6的吸水率降幅最大，为15．7％；但CF的长度对CFRPA6复合材料的线膨胀系数影响不大。随着CF的含量增加，除冲击强度外，其他性能均有改善。在CF含量为15％时，短CF增强PA6和长CF增强PA6的拉仲强度比纯PA6分别提高了101．7％和141．9％；弯曲强度比纯PA6分别提高了152．6％和196．2％；硬度比纯PA6分别提高了8．7％和12．1％。冲击强度比纯PA6分别下降了47．7％和39．2％。15％短CF和15％长CF增强PA6的吸水率均为1．3％，比纯PA6下降了31．8％。当CF含量为3％时降幅最大，短CF和长CF增强PA6的线膨胀系数分别下降了89．5％和84．2％。     

黑色母在聚酰胺中的研究与应用

针对黑色母中炭黑难分散、影响力学性能的问题，采用双螺杆挤出机和注塑机制备了聚酰胺(PA)增强复合材料，探讨了黑色母种类及含量对PA6/GF30体系、PA66/GF30体系、PA66/GF30溴系阻燃体系、PA66/GF30无卤阻燃体系性能的影响。结果表明，尼龙增强产品中，添加1%的TA-5003后PA6/GF30和PA66/GF30的拉伸强度、弯曲强度会略微下降，冲击强度会下降5%左右。随着质量分数增加至2%，强度进一步下降。同等比例下，纳米黑色母TA-5003对PA6/GF30和PA66/GF30的负面影响小于黑色母2014和2718。TA-5003的黑度、蓝相、熔体流动速率、表观浮纤和光泽度优于黑母粒2014和2718。在PA66/GF30溴系增强阻燃材料中，2014的缺口冲击强度略高于TA-5003,TA-5003的黑度略差于黑母粒2014。添加质量分数2%的TA-5003和2%的2014后，阻燃材料可保持阻燃等级为UL 94V-0级，灼热丝可保持960℃。相对于本色阻燃料，添加黑色母后相对漏电起痕指数(CTI)会下降25～50 V。相对于2014,TA-5003对CTI的影响较...     

混杂纤维增强PA66复合材料扶正器的研究

采用注塑工艺制备了碳纤维(CF)/玻璃纤维(GF)混杂增强尼龙66(PA66)复合材料,并在模拟高含水及高腐蚀两种井况下分别进行摩擦磨损、线胀系数对比和冲击试验,最终筛选了15%CF/20%GF和20%CF/20%GF两种混杂纤维增强PA66,制成了新型油井用扶正器,利用扫描电子显微镜对材料的磨擦表面及冲击断口进行了观察与分析。结果表明,在高含水的稀油井中,适合使用15%CF/20%GF增强PA66扶正器;在高含水的稠油井中,由于井下温度较高,20%CF/20%GF增强PA66扶正器与15%CF/20%GF增强PA66扶正器相比,尺寸稳定性更好,耐磨性更高,因此适合该类油井。     

玻纤增强尼龙66流动性及表面光泽度的研究

对比了不同黏度尼龙66 (PA66)树脂、表面不同处理方式的玻璃纤维以及一些特殊添加剂对30％玻纤增强尼龙66流动性及表面光泽度的影响.结果表明:低黏树脂、前处理的玻纤对30％玻纤增强PA66的流动性及表面光泽度的改善效果最佳;材料的流动性和表面光泽度随流动改性剂AM的加入显著提高,且当其质量分数为1％时,材料综合性能最好;有机成核剂的加入有效提高30％玻纤增强PA66的流动性及表面光泽度.     

表面处理对PA6/CF复合材料力学性能与破坏形态的影响

通过碳纤维(CF)表面官能团的酰氯化,利用酰氯作为己内酰胺阴离子聚合的活化剂,成功地制备了表面接枝尼龙6(PA6)的CF。研究了表面己内酰胺稳定化并阴离子接枝PA6的CF对PA6／CF复合材料力争性能与破坏形态的影响。结果表明,表面接枝PA6后的PA6／CF复合材料界面相互匹配,改善了复合材料界面的相互作用,提高了复合材料的剪切强度,复合材料剪切破坏呈部分非界面脱粘破坏。     

成核剂和乙烯马来酸酐共聚物混杂改性玻璃纤维增强聚酰胺复合材料

利用静电吸附方法制备了成核剂(P22)和乙烯马来酸酐共聚物(EMA)混杂改性的玻璃纤维(GF)增强体,并通过挤出成型制备了聚酰胺66(PA66)/改性GF增强体复合材料。采用扫描电子显微镜观察复合材料断面和刻蚀后断面。结果表明,P22吸附在GF表面可以诱导PA66在GF表面结晶,而EMA分子中的酸酐基团则可以与PA66分子链末端的氨基发生反应,使PA66附着在GF表面,改善了GF与基体的界面结合;良好的界面结合使PA66/GF-P22 、PA66/GF-EMA、PA66/GF-EMA-P22复合材料的层间剪切强度和动态储能模量(室温25 ℃)分别提高了18.3 %、25.4 %、32.4 %和15.4 %、24.1 %、35.9 %。     

PA66的增韧增强研究

研究了玻璃纤维和弹性体(EPDM—g—MAH)，对尼龙66(PA66)的增韧、增强的效果。结果表明，玻璃纤维对PA66有很好的增强效果，当玻璃纤维质量分数达30％时，共混体系的拉伸强度达到112．13MPa；玻璃纤维对PA66也有一定的增韧作用，当玻璃纤维质量分数为18％时，增韧效果最好。EPDM—g—MAH对PA66有很好的增韧作用，当EPDM—g—MAH填充量增加到10％时，共混体系的冲击强度提高到28．3kJ/m^2；但体系的拉伸强度有所下降。     

碳纤维增强尼龙复合材料的性能研究

研究了碳纤维(CF)用量及助剂对碳纤维/PA66复合材料性能的影响。结果表明:复合材料的拉伸强度随着CF用量增加而增大,当CF质量分数超过15%时,增幅缓慢。在同一载荷下,随CF用量的增加,复合材料的摩擦系数先降低后升高,碳纤维质量分数为20%时,复合材料体系的摩擦系数最小,较PA66树脂降低了1/3;相容剂、耐磨助剂的加入,可有效改善CF/PA66复合材料的摩擦磨损性能。     

POE-g-MAH对玻纤增强高温尼龙复合材料力学性能的影响

采用双螺杆挤出机制备基于尼龙6T/66 (PA6T/66)和PA10T的玻纤增强高温尼龙(PA)复合材料,玻璃纤维的质量分数为20%。研究了增韧剂马来酸酐接枝乙烯–辛烯共聚物(POE-g-MAH)对复合材料力学性能的影响,并与玻纤增强PA66复合材料体系进行对比。研究结果表明:在高温PA体系中,随着POE-g-MAH含量的增加,拉伸强度和弯曲强度先上升后下降,对PA6T/66体系,POE-g-MAH添加量为5%时增强效果最优,拉伸强度和弯曲强度的提高比例分别为19%和15%,对PA10T体系,POE-g-MAH添加量为15%时增强效果最优,拉伸强度和弯曲强度的提高比例分别为25%和20%;而在PA66体系中,随POE-g-MAH含量的增加,拉伸强度和弯曲强度均下降。通过毛细管流变和扫描电镜的分析以及加偶联剂实验的数据,证实POE-g-MAH在玻纤增强高温PA体系中起到了界面相容剂的作用,增强了玻纤与高温PA树脂基体的相容性。高温PA较高的加工温度造成玻纤表面的偶联剂的降解损失是导致POE-g-MAH在该体系中产生增强效果的原因,并且增强效果最优时的POE-g-MAH添加量与不同高温PA的加工温度直接相关。     

无机颗粒/碳纤维共增强聚酰胺6复合材料的制备与力学性能研究

采用熔融挤出法制备出无机颗粒(IP)增强聚酰胺6(PA6)复合材料,使用叠层模压法制备了IP/碳纤维(CF)共增强PA6复合材料(PA6/IP/CF)。利用场发射扫描电子显微镜、万能试验机等研究了IP的形貌和含量对复合材料性能的影响。结果表明,当滑石粉(TALC)的添加量达到10%(质量分数,下同)时,PA6/CF/TALC复合材料的各项力学性能达到最大值,弯曲强度为374.6 MPa、剪切强度为58.7 MPa、冲击强度为76.9 kJ/m~2;当玻璃微珠(GB)的添加量达到15%时,PA6/CF/GB复合材料的各项力学性能达到最大值,弯曲强度为404.4 MPa、剪切强度为66.7 MPa、冲击强度为86.5 kJ/m~2;GB相较于TALC对复合材料的增强效果更好,使复合材料的综合力学性能得到进一步提高。     

短切碳纤维增强尼龙复合材料力学性能及在电池箱上的应用

针对短纤增强复合材料各向异性导致产品力学性能难以预测问题,本文研究了不同纤维含量的短切碳纤维增强尼龙复合材料(PA66CF)力学性能,开展了该材料应用于轻量化电池箱的仿真分析和性能评价。首先通过拉伸试验获取PA66CF材料的应力-应变曲线,然后导入Digimat中校正材料参数,并采用最大应变准则进行拉伸样件仿真验证仿真方法的准确性;将校正后的材料模型与失效准则应用于电池箱颠簸路面急停和急转弯工况的力学分析中,并与金属电池箱在最大位移、系统最大应力、箱体最大应力方面进行对比分析。研究表明,相比金属箱体,PA66CF材料箱体在质量减轻84%的同时,在上述两种工况下箱体最大应力减小了30%～50%,且碳纤维含量对电池箱最大位移影响较大。本文的研究可为PA66CF材料在电池箱上的应用提供参考。     

空心玻璃微珠/玻纤增强PA66复合材料性能研究

将表面处理后的空心玻璃微珠(t-HGS)加入到玻璃纤维(GF)增强尼龙66(PA66)体系中,对不同用量t-HGS/GF/PA66复合材料的力学性能及密度进行研究。结果表明:当添加10份t-HGS和30份GF时,t-HGS/GF/PA66复合材料的拉伸强度、弯曲模量和缺口冲击强度分别为170.92 MPa,8.92 GPa和9.21 kJ/m~2,力学性能最优;而t-HGS/GF/PA66复合材料的密度随t-HGS用量的增加而降低;用该材料制备的汽车制件相比普通制件减重9.1%,轻量化效果显著,且该材料的力学性能完全满足汽车行业标准。     

高性能碳纤维增强尼龙10T复合材料制备与性能

以半芳香族尼龙聚对苯二甲酰葵二胺(PA10T)为基体树脂,采用碳纤维(CF)增强改性的方式制备高性能CF增强PA10T复合材料,研究不同质量分数的CF对PA10T/CF复合材料力学性能的影响。通过扫描电子显微镜对PA10T/CF复合材料的断面形貌进行分析,结合X射线衍射分析和差式扫描量热分析对复合材料的熔融、结晶过程和晶体结构进行分析,采用热重分析测试了复合材料的热稳定性。结果表明,CF的加入显著提高了PA10T/CF复合材料力学性能,当CF质量分数为30%,PA10T/CF复合材料的拉伸强度、弯曲强度和弯曲弹性模量分别达到253,360 MPa和20.1 GPa,比纯PA10T的性能分别提高216%,323%和675%。CF在复合材料结晶过程中起到异相成核作用,为结晶过程提供大量晶核,CF诱导α晶型PA10T晶态结构发生变化;同时也对分子链的运动折叠产生阻碍,导致晶粒生长不完善出现晶粒细化现象。加入CF后,复合材料结晶温度提高,结晶度随CF含量提高呈先下降后上升的变化趋势,同时热稳定性提高,当CF质量分数为10%时,复合材料热分解起始温度及失重50%的温度分别比纯PA10T提高10....