全球PAN基碳纤维产业的现状及发展趋势

本文介绍了国内外碳纤维的生产概况,以及碳纤维在基础研究、低成本化、规模化生产、回收再利用和生产原料开发等方面的最新进展,以为我国碳纤维行业在生产成本控制、节约资源、降低成本和CFRP回收利用等方面提供一些参考。     

碳纤维增强树脂基复合材料的回收及其再利用研究进展

为有效回收碳纤维树脂基复合材料,避免资源浪费和环境污染,综述了热固性和热塑性树脂基碳纤维复合材料的不同回收方法及其进展,包括物理机械法、热回收法、溶剂解离法、熔融注塑和切片再塑法等,梳理了溶剂解离法的回收思路,介绍了针对碳纤维复合材料回收的可降解热固性树脂及回收方法,阐述了碳纤维增强热塑性树脂的回收机制。总结了目前碳纤维增强热固性树脂回收方法的回收效率低,设备要求高,再生碳纤维性能下降等特点,认为碳纤维增强热塑性树脂具备快速成型、成本低、能够多次回收利用的特点,适于碳纤维复合材料在民用领域大量应用的发展趋势。     

碳纤维复合材料在体育器材上的应用

碳纤维及其复合材料不仅在航天航空、汽车及其他工业领域得到广泛应用,而且也是体育器材开发最好的选材之一。介绍碳纤维增强复合材料(CFRP)应用在体育器材方面的优势以及成型工艺。通过典型实例阐述碳纤维这种高新技术材料运用于比赛器械,极大地推动了体育运动成绩的提高。碳纤维及其复合材料已成为发展现代体育器材必不可少的新材料之一。     

碳纤维的性能与应用

系统的介绍了碳纤维的性能及其广泛的用途，重点说明了碳纤维的高强度及其复合材料（CFRP），并涉及到碳纤维应用的新领域，如针刺碳纤维毡用刹车制动片，碳纤维面状发热板的远红外保健功能。     

碳纤维的性能与应用

系统的介绍了碳纤维的性能及其广泛的用途 ,重点说明了碳纤维的高强度及其复合材料 (CFRP) ,并涉及到碳纤维应用的新领域 ,如针刺碳纤维毡用刹车制动片 ,碳纤维面状发热板的远红外保健功能。     

短切碳纤维增强热塑性复合材料性能影响因素

在纤维增强树脂基复合材料中,纤维增强热塑性复合材料是数量最大的品种之一,可分为短切碳纤维增强热塑性复合材料、长纤维增强热塑性复合材料和连续纤维增强热塑性复合材料.本文主要介绍了短切碳纤维增强热塑性复合材料的制备和应用技术,从纤维含量、纤维长度、纤维取向、基体的选择、纤维与基体的结合、纤维的均匀分散性等方面分析对复合材料...     

碳纤维及复合材料产业链现状分析

从碳纤维纺丝、预氧化、碳化、复合成型和回收利用等方面概述碳纤维及复合材料产业链技术现状,分析碳纤维及复合材料市场现状以及在国防航空、交通工具、风力发电、运动休闲、土木建筑等领域的应用前景,指出中国碳纤维产业发展存在的问题及建议。     

碳纤维/环氧树脂基复合材料增韧改性研究进展

为改善碳纤维/环氧树脂基复合材料的脆性断裂问题,常通过树脂增韧和纤维改性等方式实现。本文从树脂改性、界面改性及结构设计3个方面综述了碳纤维增强环氧树脂基复合材料的研究进展。其中树脂改性主要有纳米材料改性、橡胶弹性体改性及热塑性树脂改性增韧等方式,通过增加填充粒子与树脂基体间键合来提高环氧树脂的韧性;界面改性主要是碳纤维表面改性,通过增加碳纤维表面活性官能团或多尺度进行表面改性,增强碳纤维和环氧树脂之间的界面结合性能,达到复合材料增韧的效果;复合材料结构设计主要是设计纤维铺层角度、厚度、结构,通过结构优化来增强复合材料的韧性。最后分析了3种改性方式存在的问题,并指出3种方式结合使用是未来复合材料改性的研究方向。     

碳纤维/聚丙烯/聚乳酸增强复合材料的力学性能

为在不改变碳纤维/聚丙烯(PP)复合材料力学性能前提下,降低复合材料中PP含量以减轻环境降解压力,通过在碳纤维/PP复合材料树脂体系中掺杂可降解的聚乳酸(PLA)形成共混树脂体系,并经热压成型制备碳纤维增强共混树脂复合材料。探究了PLA、PP共混体系质量比对复合材料冲击、弯曲和拉伸性能的影响。结果表明:随着树脂体系中PLA质量分数的增加,复合材料的冲击强度和弯曲强度都呈先降低后升高、再降低的趋势,拉伸强度呈现先升高后降低的趋势;当PLA质量分数为60%时,复合材料的冲击强度和弯曲强度最高,分别为21.8 k J/m²和112.5 MPa,拉伸强度为37.2 MPa,复合材料的综合物理力学性能最优,与未添加PLA的复合材料的力学性能相近。     

上浆剂对碳纤维复合材料拉伸强度的影响

针对碳纤维复合材料中碳纤维和基体树脂界面结合力弱的问题,对碳纤维进行了上浆处理,分别测试了碳纤维使用水性聚氨酯、聚乙烯醇两种浆料在不同用量、浓度、烘干温度、时间等条件下上浆后,与聚乙烯膜制成的复合材料拉伸断裂强度的变化情况.通过试验得出:水性聚氨酯上浆的最佳浆液质量分数为30％,此时复合材料的断裂强力是无浆丝复合材料断...     

玻璃纤维多轴向经编复合材料的制备及拉伸性能研究

以环氧树脂为基体,分别以玻璃纤维多轴向经编针织物和玻璃纤维机织物作为增强材料,通过手糊法制备复合材料,并通过试验对比研究两种复合材料的拉伸性能。结果表明,经编复合材料沿各个轴向的拉伸强度比复合前多轴向经编针织物及机织复合材料的强度均有明显提高,增幅均在50%以上,说明多轴向经编复合材料具有更优异的力学性能。这为进一步扩大玻璃纤维多轴向经编复合材料的应用领域提供了有力证据。     

A study of the mechanical properties of pre-oxidized fiber felt/epoxy resin composite material

In this article, the pre-oxidized fiber felt composite material was firstly prepared by a mold press process, and the pre-oxidized fiber and resin were used as the reinforcing material and substrate of composite material, respectively. The pretreatment method of the pre-oxidized fiber felt and the impact of the amount of curing agent and the curing pressure on the mechanical properties of the composite material were studied, and the tensile and flexural properties were assessed to optimize the preparation process of composite material. Results show that when the curing agent accounts for 60% of the epoxy resin and the curing pressure is 3 MPa, the best tensile and flexural properties of the prepared composite material are achieved. The mechanical properties for the pretreated composite sheet prepared from pre-oxidized fiber were superior to those for the untreated sheet.     

碳纤维织物基形状记忆复合材料的制备及其性能

为解决碳纤维织物基形状记忆复合材料体系中催化剂存在对其回收利用的影响,通过基于动态酯交换反应的环氧-酸酐体系作为形状记忆功能体(BMT),以多羟基反应单体三羟甲基丙烷(TMP)作为反应活性剂,与碳纤维织物整理复合制备出无催化剂可调控的形状记忆复合材料。结果表明,这种多羟基催化碳纤维织物基复合材料(C-BMT)不仅具有良好的形状记忆的能力,而且其物理性能也十分优异,特别是拉伸强度较形状记忆功能体BMT提高了24倍。另外,这种复合材料中不存在催化剂,解决了催化剂对其回收利用产品应用的限制,对未来高性能碳纤维织物基复合材料开发和回收利用的实现具有重要意义。     

改性芳纶与环氧树脂复合体的制备及其防刺性能

为提升芳纶织物的防穿刺效果,采用氧等离子体表面处理技术改性的芳纶1414织物与环氧树脂复合制备环氧芳纶复合体。分析了等离子体处理对织物功能改性的影响,研究了环氧树脂涂覆织物后复合体的防刺性能。结果表明:采用氧等离子体处理,在处理功率为600 W、处理18 min时,织物表面纤维刻蚀明显,含氧基团增多,润湿性提高,但织物拉伸强度有所下降;当环氧树脂涂覆在等离子体改性后的芳纶织物上,树脂中环氧基团与芳纶中含氧活性基团键合牢固,复合体黏结强度较好,拉伸强度较未经处理的芳纶织物增加了7.89%,复合体防穿刺效果较普通芳纶1414织物提升显著,且多层组合结构的防刺效果更优异。     

表面处理工艺对碳纤增强PTFE密封垫片性能的影响

采用冷压和自由烧结工艺制备碳纤维填充改性聚四氟乙烯(PTFE)密封材料。通过对材料的抗拉强度、压缩回弹率和应力松弛率等进行测试,探讨了不同的碳纤维表面处理工艺对复合材料密封性能的影响。研究结果表明:采用等离子表面处理工艺使碳纤维表面活性提高,优化了纤维与树脂间的界面粘结性能,大大改善了复合材料的密封性能。与其他纤维表面处理工艺相比,所获得密封材料的抗拉强度可提高8.02%,其压缩率达到11.02%,回弹率77.79%,且具有较好的抗冷流、蠕变性能。     

碱处理对涤纶/光敏树脂复合材料力学性能的影响

针对光敏树脂经3D打印成型后试样力学性能较差问题,采用涤纶长丝增强光敏树脂的方法,使用光固化3D打印设备将涤纶长丝和光敏树脂复合成型制备涤纶增强复合材料。为获得较好的增强效果,对涤纶进行碱处理,研究了碱处理各条件下涤纶的减量率与纤维形貌和力学性能的关系,以及其对复合材料力学性能的影响。结果表明:随着减量率的增加,涤纶的形貌及力学性能改变越明显;当涤纶减量率为16.2%时,纤维表面出现连续纵向沟壑,力学强度下降6%,纤维的增强效果最好;经过改性处理的涤纶增强复合材料的拉伸强度和弯曲强度分别达到78 MPa和471 MPa,相比于未处理的纤维增强复合材料分别提升了66%和336%。     

分层接结三维机织预制体增强酚醛树脂基材料的摩擦性能

为克服短切纤维和二维碳布增强预制体结构强度低的缺点,分别设计并制备了浅交弯联和深交联2种分层接结三维机织碳纤维预制体增强酚醛树脂基复合材料,并以相同复合工艺制备了短切碳纤维增强酚醛树脂基复合材料。测试碳纤维/酚醛树脂复合材料的摩擦性能,并通过观察３ 种复合材料的磨损表面和磨屑的微观形貌,探讨了其摩擦机制。结果表明：短切纤维复合材料的摩擦因数和磨损率最高,深交联的摩擦因数和磨损率最低,浅交弯联的居中。分层接结三维机织结构预制体具有优良的力学性能和整体性,会使复合材料在摩擦过程中减少磨屑与磨损,保持稳定的摩擦因数,从而使复合材料具有良好的摩擦性能。     

正二十烷/醋酸纤维素相变过滤材料的制备及其性能

为使过滤材料在使用过程中可实现烟气快速降温,以二醋酸纤维为载体基质,正二十烷为相变材料,采用静电纺丝技术制备了正二十烷/醋酸纤维素复合相变过滤材料,并通过掺杂单壁碳纳米管进一步加快其吸热降温速率。探讨了正二十烷质量分数对纺丝液可纺性、过滤材料表观形貌和热性能的影响,以及单壁碳纳米管质量分数对过滤材料表观形貌、热性能及储热速度的影响。结果表明:添加正二十烷使纺丝液可纺性下降,但随其质量分数的增加,纺丝液的可纺性与成纤性能有所改善,纤维平均直径增加,过滤材料熔融热焓增大,当正二十烷与二醋酸纤维素的质量比为3∶10时,过滤材料的相变焓效率最高,达84.1%;随着单壁碳纳米管质量分数的增加,过滤材料瞬时吸热速率提高,添加质量分数为1.0%时,过滤材料瞬时吸热速度由纯二醋酸纤维的0.062 ℃/s增加到0.202 ℃/s。