螺杆类型对玻纤增强阻燃聚己二酰丁二胺二次料力学和热学性能的影响

通过研究挤出过程中螺杆类型的变化对玻纤增强阻燃聚己二酰丁二胺二次料(RGFFRPA46)的玻纤长度、力学、热学性能的影响。结果说明,采用长径比为4.3∶1的单螺杆挤出后,RGFFRPA46的玻纤平均长度和力学性能下降幅度分别为4.4%和3.6%,热性能下降不明显。随着单螺杆长径比增加为40∶1,RGFFRPA46在挤出过程的停留时间加长,受到剪切作用增加,导致RGFFRPA46挤出后的玻纤平均长度、力学和热学性能下降幅度增加。当RGFFRPA46采用螺杆长径比30∶1、直径为30mm的双螺杆挤出后,其玻纤平均长度和力学性能下降幅度分别达到了33.2%和23%,并且热学性能降低幅度最大。     

螺杆结构及转速对玻璃纤维增强PA66复合材料力学及流变性能的影响

通过改变挤出机的螺杆结构及螺杆转速,研究了熔融挤出过程中,剪切强度的变化对聚酰胺66/玻璃纤维复合材料力学及流变性能的影响。结果表明,当螺杆后段的捏合块数量由7块减少到4块,且螺杆转速为120r/min时,熔体受到的机械剪切应力最小,在挤出过程中有效地减少了玻纤的断裂,使其平均长度最长,复合材料的力学性能最高。聚酰胺66中加入玻璃纤维能显著影响复合材料的流变行为,玻纤的平均长度越长,与基体间的作用就越强,共混体系的复数黏度及动态储能模量也越高。     

玻纤质量分数对长玻纤增强聚丙烯水驱动弹头辅助注塑管件的影响

分别以玻纤质量分数10%,20%,30%和40%的长玻纤增强聚丙烯（LGFRPP）材料制取一系列水驱动弹头辅助注塑（W-PAIM）管件。探究了玻纤质量分数对玻纤断裂长度、纤维取向、壁厚以及耐压性的影响。结果表明,随着玻纤质量分数的增加,玻纤断裂长度在较长区间内占比降低;不同玻纤质量分数的W-PAIM制件在壁厚层的取向不同,水道层的玻纤沿流动方向取向较模壁层和中间层更好,当玻纤质量分数为10%与40%时,水道层玻纤取向度最好,玻纤质量分数为20%时,中间层取向最差,玻纤质量分数为30%时,模壁层的玻纤取向较好;随着玻纤质量分数的增加,WPAIM管件壁厚呈先增加后减小再增加的趋势;随着玻纤质量分数的增加,管件的耐压性先增加后减小最后又增加,当玻纤质量分数为20%时,耐压性最好。     

PA66短纤维用于提高聚甲基乙撑碳酸酯力学与热学性能的研究

聚甲基乙撑碳酸酯(PPC)分子间作用力较低、力学和热学性能较差,通过双螺杆挤出制备PPC/PA66短纤维复合材料,促进PA66短纤维与PPC形成氢键作用力,有利于提高PPC材料的综合性能。红外光谱分析结果表明PA66短纤维的羰基与PPC分子链中的羟基之间形成了氢键,PA66短纤维的引入提高了PPC的力学性能和热学性能。当短纤维含量为20%(质量分数)时,复合材料的缺口冲击强度提高了315.8%,初始分解温度和玻璃化温度分别提高了32.2和3.8℃。当短纤维含量继续增加至30%(质量分数)时,由于高含量的纤维之间容易发生团聚,导致复合材料的力学性能略有下降。PPC力学和热学性能的显著提高,主要原因是氢键作用力的形成和PA66短纤维受力后发生的拉丝形变所引起。     

超临界流体辅助醋酸纤维素溶液加工的流变性能

为了改善二醋酸纤维素(CDA)加工的流变性能,采用超临界二氧化碳辅助CDA溶液单螺杆挤出加工,通过狭缝流变仪进行流变测试,研究了注入超临界二氧化碳和加工条件(挤出温度、溶剂含量)对CDA溶液流变行为的影响。结果表明,CDA溶液和CDA/CO_2溶液体系均是非牛顿假塑性流体;CDA溶液和CDA/CO_2溶液体系的剪切黏度随着挤出温度或溶剂量的增加而降低;注入超临界二氧化碳显著降低了CDA溶液的黏度、挤出温度、剪切黏度对温度的敏感程度、口模压力和溶剂量,提高CDA溶液的挤出流量和非牛顿指数。随着温度升高,6 r/min和8 r/min时CDA/CO_2溶液体系黏度下降值大,黏度降低值可以达到47.93%;同一溶剂含量下,6 r/min时注入超临界二氧化碳后CDA溶液黏度下降值较大,降低值可以达到48.10%。     

剪切增稠液体对织物防刺性能的影响

制备了剪切增稠液体(STF)并对其稳态和动态流变性能进行了研究,发现体系具有明显的剪切增稠现象,用粒子簇生成机理能较好地解释这种现象。为降低成本,暂选用普通玻纤织物作为载体,制备出STF-玻纤织物,并将其和纯玻纤织物进行准静态防刺试验。结果表明在面密度相同的情况下,剪切增稠液体的使用能有效提高玻纤织物的防刺性能,使其顶破强力比未处理时高28.14%。     

短切玻璃纤维增强硬质聚氨酯的弹性模量

采用一步法制备玻纤增强硬质聚氨酯的复合材料(RPU).不同长径比的玻纤增强RPU的性能差异显著.长径比为40的玻纤表现出最优的增强性能.当玻纤用量为10%时,长径比为20、40和100的玻纤增强材料的弹性模量分别为9.39MPa、10.5 MPa和9.59MPa,其中长径比为40的玻纤增强材料的弹性模量比未增强的增加了55%,而长径比为20和100的玻纤增强分别为38.7%和41.7%;该材料增强的压缩弹性模量与拉伸弹性模量规律几乎一致.SEM图表明适宜长径比的纤维本身的拉伸强度对增强硬泡塑料的力学性能起到了重要作用.     

短玻纤增强聚丙烯注射压力对微观结构和力学性能影响

报道了短玻纤增强聚丙烯复合材料中玻纤及注射压力对材料微观结构和力学性能的影响规律。实验结果表明: 随着玻纤含量提高, 复合材料的拉伸强度提高, 而断裂伸长率、冲击强度和熔体流动速率则下降。注射压力提高, 拉伸试样芯层中玻纤的平均取向角下降, 取向度提高, 因而拉伸强度增大, 冲击强度下降。皮层结构中玻纤沿熔体流动方向高度取向。聚丙烯球晶尺寸随玻纤含量增加而变小, 规整度也变差, 至40% 时, 聚丙烯已难以形成规整的球晶结构。     

玻纤改性及加工工艺对阻燃增强PBT性能的影响

采用硅烷偶联剂对玻璃纤维进行改性,并探讨螺杆转速和螺杆组合对阻燃增强聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)力学性能的影响。结果表明:改性玻纤提高了玻纤和基体界面的相互作用,复合材料的拉伸强度、弯曲强度和缺口冲击强度分别提高了10.6%、13%和19.6%;主机螺杆转速过高或螺杆组合的剪切过强都会使玻纤长度低于0.4mm而起不到增强作用,导致材料的力学性能下降。应在保证塑化的前提下,减弱螺杆的剪切,并适当辅与反向剪切块以提高增韧剂的分散性,方可制得综合性能优异的阻燃增强PBT复合材料。     

纤维长径比对环氧复合材料动态力学性能的影响

本文研究不同纤维长径比对碳纤和玻纤环氧复合材料动态力学性能的影响.结果表明,随长径比的增大,材料的力学内耗下降而模量增加;在低长径比,碳纤复合材料的内耗值比玻纤复合材料的高.达到一定长径比后,内耗值和模量值趋于连续纤维复合材料的值.温度越高,基体模量下降,达到相同纤维刚度的使用效率所需要的长径比就越大.用材料在外载荷或热缩应力作用下,纤维及其界面上沿纤维方向上的应力大小和分布随长径比的变化规律解释上述现象.     

改性三聚氰胺氰尿酸盐阻燃玻纤增强PA6的研究

采用改性三聚氰胺氰尿酸盐阻燃玻纤增强尼龙6,考察了阻燃材料的阻燃性能、加工流变性能、力学性能及热变形温度,分析了该阻燃剂的作用机理。     

玻纤表面动态润湿行为

提出了采用线性回归处理分析玻纤与浸润液体动态润湿的新方法,结合高精度电子天平,表征了玻纤表面动态润湿性能。研究结果表明：在玻纤表面动态润湿过程中,随着润湿速度的增加,动态接触角有增大的趋势,玻纤与去离子水、乙二醇、760E环氧、CYD128环氧的接触角分别由66.04°、42.21°、51.31°、73.90°增加到69.05°、46.95°、74.58°、170.06°,玻纤表面可润湿性能下降。玻纤表面动态润湿过程中,黏度越大,随着润湿速度增加,可润湿性能下降越快,即玻纤与CYD128环氧体系的接触角下降96.16°,而与760E环氧树脂和乙二醇的接触角下降分别为23.27°和4.74°。基于新方法的玻纤表面动态润湿系统中,玻纤所受作用力随三相接触线移动速率和浸润液体黏度的增加而增大。     

静电植绒法处理多壁碳纳米管改性玻纤织物/环氧树脂复合材料的制备及力学性能

为提高玻纤增强环氧树脂复合材料的力学性能,采用静电植绒法将多壁碳纳米管(MWCNTs)附着在玻纤织物表面,得到改性的玻纤织物。利用一种低黏度的环氧树脂和所制得的改性织物,采用真空辅助成型工艺(VARI)制备了MWCNTs改性格玻纤织物/环氧树脂复合材料层合板,表征了层合板的力学性能。对进行力学实验后的MWCNTs改性玻纤织物/环氧树脂复合材料试样断口进行了SEM和OPM观察。结果显示:与未添加MWCNTs的玻纤织物/环氧树脂复合材料层合板相比,添加了MWCNTs的层合板的拉伸强度降低了10.24%,弯曲强度降低了13.90%,压缩强度降低了17.33%,拉伸模量和弯曲模量分别提高了19.38%和16.04%,压缩模量提高了13%;MWCNTs与玻纤织物之间的结合较弱,在拉伸作用下,存在明显的脱粘和分层;将改性玻纤织物在200℃下热压处理2h后,制备的MWCNTs改性玻纤织物/环氧树脂复合材料层合板的力学性能均有所提高,热压处理后树脂与玻纤织物之间的界面结合得到改善。     

LGF/PBT/RP复合材料的玻纤长度与阻燃性能的相关性研究

采用不同长度的长玻纤增强聚对苯二甲酸丁二醇酯/红磷(LGF/PBT/RP)阻燃复合材料,通过光学显微镜、燃烧性能测试、扫描电镜(SEM)、动态热机械分析(DMA)和力学性能测试等研究了玻纤长度与阻燃性的相关性。结果表明:随着玻纤长度增加,LGF/PBT/RP阻燃复合材料中玻纤的实际有效长度分布先向玻纤较长区域移动再向玻纤较短区域移动,玻纤在该基体中开始呈现均匀分散后逐渐出现团聚现象,且LGF/PBT/RP阻燃复合材料的垂直燃烧(UL-94)的燃烧时间、平均热释放速率(AvHRR)、总烟释放量(TSR)、总热释放量(THR)、平均有效燃烧热(Av-EHC)和火蔓延指数(FIGRA)呈先减小后增大的趋势,极限氧指数(LOI)则呈先增大后减小的趋势。这表明玻纤的实际有效长度增大,有助于提高LGF/PBT/RP阻燃复合材料的阻燃性能,即玻纤长度对LGF/PBT/RP阻燃复合材料的阻燃性有影响。     

镁合金冠脉支架扩张力学性能模拟研究

支架的扩张性能及力学性能是手术成功与否的重要因素之一。利用有限元方法仿真模拟分析了镁合金支架体外耦合扩张过程,重点研究不同支架初始直径、支撑体长度和周向个数对扩张性能及力学性能的影响,以达到结构优化的目的。结果显示,减小支架初始直径,支架应力应变分别降低3.94%和16.59%;增加支架支撑体长度,支架应力应变分别降低15.76%和49.50%;增加周向支撑体个数,支架应力应变分别下降8.97%和31.78%;改变3个结构参数均可以有效降低支架应力应变,其中支撑体长度的影响较大。通过支架的扩张性能及力学性能分析出支架最优结构,为将来镁合金支架的设计优化提供重要参考依据。     

熔体包覆法长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的力学性能

采用自行设计的熔体包覆模头制得长纤维增强聚丙烯粒料(LFG),研究了马来酸酐接枝聚丙烯(MPP)的含量、玻璃纤维的含量及长度等对长纤维增强聚丙烯(LGF/PP)力学性能的影响。通过注塑和压缩模塑两种成型工艺,比较纤维的损伤情况。结果表明,LGF/PP的力学性能随着MPP和GF含量的增加而增强;单螺杆挤出机挤出过程对纤维的损伤注塑过程更为严重。同时,由两者试样的断面扫描电镜图(SEM)可以得出,试样中纤维的浸渍和分散达到良好的效果。当MPP含量为8%左右,GF含量为30%~40%,LFG长度为12 mm,采用注塑成型可获得综合力学性能较好的LGF/PP制品。     

缝合参数对泡沫夹层结构复合材料力学性能的影响

采用真空辅助树脂注射(VARI)成型工艺制备不同缝合方式和缝合密度的缝合泡沫夹层复合材料, 研究缝合参数对平面拉伸、三点弯曲、芯子剪切以及滚筒剥离性能的影响。结果表明: 缝合使泡沫夹层复合材料的平面拉伸强度和芯子剪切强度明显降低, 可以改善弯曲性能并大幅提高滚筒剥离性能, 改进锁式缝合方式优于临缝式缝合方式; 适当地增加缝合行距对力学性能有一定的积极作用, 但不利于滚筒剥离性能的提高; 与未缝合泡沫夹层复合材料相比, 当缝合密度为30 mm×10 mm时, 改进锁式缝合泡沫夹层复合材料的平拉强度和芯子剪切强度分别降低了14.75%和24.79%, 弯曲强度和平均剥离强度分别提高了7.96%和80.78%。     

注塑次数对玻纤增强阻燃PBT性能的影响

通过对五次注塑后的阻燃增强聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)材料进行性能测试,研究注塑次数对材料的力学性能和热学性能的影响及其变化规律.当注塑次数为三次时,材料的玻纤长度仅为590μm,PBT树脂特性黏度仅为0.52,且随着注塑次数的增加进一步下降.对材料的力学性能、热学性能进行测试,结果发现经过两次注塑后,其缺口冲击强度...     

PBS/杨木粉全降解木塑复合材料的加工流变性能及其应用研究

采用高级毛细管流变仪,分别测定PBS及PBS/杨木粉全降解木塑复合材料的流变性能,研究了不同挤出温度、不同木粉含量对复合材料加工性能的影响。以流变性能测试为参考,改变加工工艺,采用熔融共混法制备了PBS/杨木粉全降解木塑复合材料,并测试其性能。结果表明,随着木粉用量的增加,体系流动性明显下降,可加工的温度范围越来越窄,大致木粉填充量每提高5%,需要升高5℃才能保证粘度变化不大;不同加工工艺对所制备的PBS/杨木粉木塑复合材料性能有较大影响;综合流变性能和力学性能,木粉含量为30%、35%、40%、45%和50%的PBS/杨木粉全降解木塑复合材料的较佳加工温度分别为120、125、125、130和135℃。     

短玻纤增强尼龙10T复合材料的热氧老化性能

通过熔融共混法制备短玻纤增强尼龙10T(SGF/PA10T)复合材料,采用DSC、DMA、红外光谱、力学测试等表征方法对240℃下SGF/PA10T的热氧老化性能进行研究。结果表明:热氧老化使SGF/PA10T的初始结晶温度有所增加,玻纤与PA10T基体之间的界面作用减弱,阻尼性能下降;随着热氧老化时间的延长,复合材料的玻璃化转变温度先增加后减小,通过Arrhenius方程对SGF/PA10T发生玻璃化转变时的活化能进行计算,结果进一步证明热氧老化影响分子链的活动能力,并且PA10T分子链在老化初期发生微交联;同时热氧老化显著降低SGF/PA10T的力学性能,当老化天数为50d时,拉伸强度、弯曲强度和缺口冲击强度保持率分别为18.4%,9.8%和37.7%。