粉煤灰对PVA纤维/水泥基体界面作用及复合材料拉伸性能的影响

本文研究了粉煤灰掺量对基体强度、聚乙烯醇(PVA)纤维/水泥基体间界面作用以及无表面修饰PVA纤维应变硬化水泥基复合材料(SHCC)拉伸性能的影响。结果表明,随着粉煤灰掺量的增加,基体的28 d抗压强度在18~93 MPa内呈下降趋势。单轴拉伸试验结果表明,掺入20%(质量分数,下同)和50%粉煤灰对SHCC的影响不明显,随着粉煤灰掺量增至67%和80%,SHCC的多微缝开裂和应变硬化特征呈增强趋势,极限应变值也相应增大,最高达7.2%,并且具有轻质特性。单纤维拔出试验结果显示,高掺量粉煤灰不仅可以降低PVA纤维与基体间的化学黏结作用,还能减弱界面摩擦作用,从而有效抑制了PVA纤维在拔出过程中出现过早断裂,显著提高了无表面修饰PVA纤维SHCC的延展性。     

纤维表面改性对EGC力学性能的影响

采用化学沉积法将合成的纳米SiO₂附着在聚乙烯醇(PVA)纤维和聚乙烯(PE)纤维表面，使用扫描电子显微镜(SEM)观测改性后纤维表面SiO₂的分布情况。通过抗压、抗折测试和单轴拉伸测试对比纤维表面改性前后工程地质聚合物复合材料(EGC)的强度和韧性，并通过单纤维拔出试验从细观力学角度验证宏观力学性能改变的原因。研究发现，经SiO₂疏水改性后的PVA纤维EGC试件抗压、抗折强度有所下降，经SiO₂亲水改性后的PE纤维EGC试件抗压、抗折强度得到提升。在单轴拉伸过程中，绝大多数EGC试件都表现出不同程度的拉伸应变硬化特性，且纤维经改性后这一特征更加明显。单纤维拔出试验结果显示，纤维表面改性EGC试件有更为明显的滑移硬化阶段，纤维-基体界面性能得到了改善。     

高强高模维纶纤维的表面修饰及其在水泥中的分散性

目前高强高模维纶纤维由于缺乏合理的分散方案且分散性不佳，极大地限制了在工程领域的应用。为了解决这一问题，采用聚乙烯醇磷酸酯（TFOPVA）分散剂对高强高模维纶纤维进行表面涂层改性处理，并以此为基础制备维纶纤维/水泥基复合材料。利用X射线光电子能谱仪（XPS）、场发射扫描电子显微镜（SEM）、万能材料试验机、纤维强伸度仪（XQ-1A）等对改性前后的维纶纤维的分散性及其复合材料的力学性能进行测试和表征。结果表明：当TFOPVA上浆质量分数和吸附量分别为1%和5mg/g时纤维分散效果最佳；维纶纤维短丝在水泥基体中的分散系数提高33.3%；TFOPVA处理后的维纶纤维单丝断裂强度增加4.5%，与维纶纤维之间能牢固结合；TFOPVA改性后的维纶纤维/水泥复合材料的抗压强度和抗折强度相比改性前分别提高了27.9%和21.2%。     

改性SiO2/聚硅氧烷无氟超疏水涂层的制备及性能

为了提高基体材料的防污能力,在基体表面制备了一种无氟超疏水复合涂层。首先,使用十六烷基三甲氧基硅烷(HDTMS)对二氧化硅(SiO_2)微纳米颗粒进行疏水改性,其次,将改性后的SiO_2颗粒与有机硅烷混合,利用硅烷的水解、聚合在基体材料的表面得到一层稳定的无氟超疏水复合涂层。采用FTIR、TGA、SEM、AFM和接触角测量仪对涂层的化学组成、表面微观结构和疏水性能进行表征。结果表明:复合涂层表面具有微纳米尺度的粗糙结构,并具有优异的自清洁性和耐磨损性;未磨损前接触角达151°,磨损100周次后接触角进一步提高至161°。     

环氧/聚二甲基硅氧烷/MCM-41超疏水涂层的制备与性能研究

针对常规超疏水涂层制备工艺繁琐等问题，以介孔SiO₂纳米颗粒(MCM-41)为填料和载体，聚二甲基硅氧烷(PDMS)为低表面能改性剂，环氧树脂及其固化剂为成膜物，采用喷涂法制备了超疏水涂层。通过场发射扫描电子显微镜、共聚焦显微镜、接触角测量仪、拉伸试验机对其表面形貌、结构、疏水性及附着力进行表征。重点考察了PDMS改性的MCM-41(MCM-41/PDMS)和树脂基体质量比对涂层性能的影响。结果表明：当MCM-41/PDMS质量分数为55%，可以得到涂层疏水性(接触角150°，滚动角9°)和附着力(7.33 MPa)的最佳匹配，涂层经过胶带剥离300次和磨损150周期后，水接触角仍大于150°。     

高强高模PVA纤维存放过程中力学性能的衰减规律

以2.0 dtex高强高模聚乙烯醇(PVA)纤维为例,采用单纤维强伸仪,测试纤维在存放期间(1～360 d)的断裂强度、断裂伸长率和初始模量,考察高强高模PVA纤维力学性能随存放时间的衰减规律。结果表明:随存放时间的延长,高强高模PVA纤维的断裂强度和初始模量逐渐减小,断裂伸长率逐渐增大,存放时间达270 d后均趋于稳定;高强高模PVA纤维存放90 d内断裂强度、断裂伸长率和初始模量变化较小,存放时间超过90 d后纤维力学性能明显下降,存放时间达270 d时,纤维断裂强度下降2.9%,断裂伸长率增加6.6%,初始模量下降10.3%;在高强高模PVA纤维的实际应用中,纤维在90 d内使用为宜。     

表面处理对玻纤/碳纤增强橡胶基密封复合材料性能的影响

采用压延成张工艺制备碳纤维和玻璃纤维混杂增强非石棉橡胶基密封复合材料(NAFC),以横向抗拉强度作为表征混杂增强橡胶基密封材料中纤维与橡胶界面粘结性能的指标.通过扫描电镜(SEM)对材料横向拉伸试样断口进行形貌分析,及对材料的耐油、耐酸、耐碱性能进行测试,探讨了不同表面处理工艺对纤维与基体界面粘结效果的影响.研究结果表明,对玻璃纤维采用偶联剂KH-550浸渍后涂覆环氧树脂涂层,对碳纤维在空气氧化后涂覆环氧树脂涂层,可有效增强纤维、基体的界面粘结,所制得的混杂纤维增强复合材料具有较好的机械性能和耐介质性能.     

无表面修饰PVA纤维增强高韧应变硬化水泥基复合材料的性能研究

制备高韧应变硬化水泥基复合材料(SHCC)通常用经表面涂油处理的聚乙烯醇(PVA)纤维.本文通过利用无表面修饰的PVA纤维及高掺粉煤灰,制得高韧SHCC.通过控制粉煤灰掺量,利用减水剂调节水胶比,实现对基体强度的控制,得到有利于制备SHCC的基体.弯曲和直接拉伸试验结果表明,由无表面修饰PVA纤维增强的水泥基复合材料呈现多缝开裂和应变硬化特征,具有优良韧度和延展性.纤维增韧作用主要体现在挠度硬化阶段,但对于强度较低的SHCC而言,挠度软化阶段中也呈现较明显的纤维增韧作用.高掺粉煤灰时,无表面修饰PVA纤维增强的SHCC所呈现出的直接拉伸极限应变达3％以上,与经表面涂油PVA纤维增强的SHCC相当.     

纺丝原料对高强高模聚乙烯醇纤维结构性能的影响

研究了纺丝原料聚合度、转化率对聚乙烯醇(PVA)纤维高强高模化的影响。结果表明:高聚合度有利于减少端基缺陷,提高纤维性能;低转化率PVA相对高转化率PVA具有高的聚合度和线性程度,所得纤维力学性能更高。同时发现,低转化率原料纺得纤维在高倍拉伸后有强度模量较高的横纹丝产生,因此适合制备高强高模纤维。     

偶联剂改性UHMWPE纤维表面性能的研究

选用硅烷偶联剂KH-550,KH-560和钛酸酯偶联剂NDZ-201作为表面改性剂,对超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)冻胶纤维在萃取阶段进行表面处理,经干燥、超拉伸制得表面改性UHMWPE纤维。采用红外光谱仪、接触角测量仪测定了纤维的表面化学结构和表面润湿性能,采用单纤维树脂包埋-拔出法测定了纤维与树脂基体的界面剪切强度,比较了改性前后纤维的力学性能变化。结果表明:改性后纤维表面引入了极性基团,硅烷偶联剂KH-550对UHMWPE纤维的表面改性效果最好。采用质量分数为1%的硅烷偶联剂KH-550溶液处理后,纤维与环氧树脂间的界面剪切强度提高了87.8%,纤维的断裂强度和模量分别提高了6.9%和32.6%。     

高强高模聚乙烯醇(PVA)纤维的研究进展

高强高模PVA纤维是PVA纤维研究的重要方向,它具有极其优异的性能和广泛的应用领域。本文概述了高强高模PVA纤维近年来的研究进展,主要包括制备方法、特性、应用以及发展前景。     

高强高模聚乙烯醇纤维研究进展

高强高模的聚乙烯醇纤维是一种高性能纤维,具有优异的力学性能和耐酸耐碱性,因而有广泛的应用领域。本文综述了高强高模聚乙烯醇纤维的合成和应用,并对其发展做了展望。     

制备高强高模PVA纤维的影响因素

简述了制备高强高模聚乙烯醇(PVA)纤维的原理,阐述了高强高模PVA纤维结构和性能的影响因素。指出合理选择PVA的相对分子质量、支化度、立构规整性、醇解度和纺丝方法,优化控制凝固浴温度、萃取条件、萃取干燥控制条件、高倍拉伸和热处理等,可得到性能优良的高强高模PVA纤维。     

PBO纤维表面改性及其与树脂基体界面性能研究

分别采用化学处理、等离子体处理、偶联剂处理、γ射线辐照等单一改性方法和“辐照+等离子体”、“辐照+等离子体+偶联剂”等综合改性方法对PBO纤维进行表面处理,之后对各种不同方法改性后的纤维进行了单丝拉伸强度、与树脂的接触角和单丝拔出性能测试.结果表明,经综合改性方法处理后的PBO纤维综合性能最优,单丝拉伸强度保持率为85.1％,与水的接触角达到74.15°;与未经表面处理的纤维相比,其与树脂基体间的粘结强度提高了48.6％.     

具有耐久超疏水性的可降解聚乳酸膜的制备和自清洁性能研究

为了实现表面自清洁功能,材料通常需要进行疏水整理。但是,现有的疏水整理难以达到150°接触角的超疏水效果,且疏水效果很难持久,往往在使用或洗涤后迅速减弱。研究以可再生可生物降解的松香衍生物作为致孔剂,制备高表面粗糙度的聚乳酸微纳米多孔膜,随后使用十八烷基三氯硅烷进行纳米涂层,得到具有持久超疏水性和自清洁功能的聚乳酸疏水膜,水接触角最高为150.6°,具有自清洁功能。经过5个高强度的摩擦循环后,水接触角可以保持95%以上。     

建筑铝合金表面制备耐久性超疏水阳极氧化膜

采用阳极氧化工艺,并结合封孔处理和低表面能修饰,在建筑行业常用的6463铝合金表面制备出耐久性超疏水阳极氧化膜。表征了试样形貌、成分和表面接触角,并通过模拟实验测试了耐蚀性和耐久性。结果表明：经过阳极氧化、封孔处理和表面修饰后在铝合金试样表面形成微纳米分级结构的阳极氧化膜,主要含有Al、O、S、C和Ti元素,表面接触角达到153.2°,呈现超疏水状态。超疏水阳极氧化膜具有良好的结合力,在自然环境中能保持稳定的超疏水状态,耐久性良好,还具有良好的耐蚀性,可以有效抑制铝合金基体腐蚀。     

水在不同接触角微柱群内的流动特征

采用向改性有机硅稀溶液中加入2%全氟辛基氟硅烷以及微纳米粒子的方法制备疏水液,通过改变微纳米粒子添加量调控疏水液固化成涂层后的表观接触角,紫铜叉排排列微柱群表面经不同疏水液处理后接触角分别为99.5°、119.5°和151.5°(水为工质),并测试流道内流动阻力和压力降。实验结果表明,相同Reynolds数(Re)下流道内摩擦因子(f)比疏水处理前有明显下降,主要是由于疏水性界面的张力作用所致;相同Re下,接触角越大,疏水涂层双重结构中微纳米凸起间距越小,去离子水与空气接触面增大,使得摩擦因子减小;随Re增加,3种涂层实验段内的减阻率均不断降低。     

高强高模聚乙烯纤维重铬酸氧化处理粘结性的研究

本文主要对重铬酸氧化处理后的高强高模聚乙烯纤维的强力、表面形态、表面官能团及其含量以及与环氧树脂的粘结性进行了研究。用微粘法测单纤维与环氧树脂间的界面剪切强度。结果表明，重铬酸氧化处理后的纤维强力明显下降，表面出现了刻痕，官能团含量增加，界面剪切强度增加了２－３倍，这弥补了纤维强力的下降。进一步的研究表明，若纤维暴露在浸蚀液中的时间过长，其ＩＦＳＳ值随时间而下降，纤维的强力也会过度下降，因而氧化要     

表面处理对Kevlar纤维复合材料界面结合强度的影响

为改善芳纶纤维增强树脂基复合材料的界面结合强度,用化学处理法对Kevlar-29纤维进行表面处理,并用傅里叶变换红外光谱和扫描电镜等方法对表面接枝进行鉴定,用单丝拔出试验表征芳纶纤维增强树脂基复合材料的界面结合强度。实验结果表明,纤维经过表面改性后,在单丝断裂强度降低不大的情况下,界面剪切强度显著提高。     

高强高模聚乙烯醇纤维的研究进展

综述了聚合度、纺丝方法、拉伸和后处理工艺对制备高强高模聚乙烯醇 ( PVA )纤维的影响 ,以及高强高模 PVA纤维在建筑、国防军工等领域的应用 ,指出我国应加强 PV A纤维的新产品、新用途的开发