连续长碳纤维增强PPA的制备及性能的研究

设计和制备了高温尼龙(PPA)熔融浸渍碳纤维装置,用熔融浸渍法制备长碳纤维增强PPA复合材料(LFPPA).主要研究了长碳纤维增强PPA的浸渍工艺条件与材料性能之间的关系.分别研究了不同熔体质量流动速率(MFR)、浸渍槽浸渍温度、浸渍时间等浸渍工艺对长碳纤维增强PPA性能的影响.提高浸渍温度与延长浸渍时间都可以提升浸渍效果,增强复合材料的拉伸性能.     

碳纤维协同碳纳米管改性聚乳酸的性能研究

选用可完全生物降解的聚乳酸材料作为导电抗静电聚合物复合材料的基体,以阵列碳纳米管(CNT)为主要电介质,碳纤维(CF)为增强材料和辅助导电剂,采用熔融共混法制备生物降解导电高分子材料。研究表明,含2%碳纳米管的聚乳酸(PLA)表面电阻率可达到1010Ω/sq,即可达到抗静电材料的要求;添加1%的碳纤维(CF),制备成PLA/CNT/CF导电复合材料,碳纤维不但可以提高材料的导电性能,还显著改善材料的拉伸强度和冲击性能,导电性和冲击强度均提高了4倍。     

短切碳纤维增强尼龙66复合材料研究进展

碳纤维的表面处理和尼龙的改性以及各种碳纤维/尼龙基复合材料的制备是当前研究热点之一。与纯尼龙相比,碳纤维的加入使材料表现出更优异的力学和摩擦学性能,拓展了尼龙高技术领域的应用空间。概述了碳纤维/尼龙66复合材料的制备方法、结构及性能方面研究进展,并提出了相关研究方向,为今后提高碳纤维增强尼龙66基复合材料力学性能和摩擦学性能研究提供参考。     

3D打印用聚乳酸复合材料进展

聚乳酸(PLA)作为一种生物可降解聚合物已成为3D打印领域中的主要原料,但是,其脆性较大、耐热性能解差等缺陷限制了其应用。通过将聚乳酸与纤维、纳米填料等以一定方法制备聚乳酸复合材料,克服了聚乳酸的性能缺陷,具有了更为显著的性能优势,可以扩大PLA在3D打印的应用范围。通过查阅近5年3D打印用PLA复合材料方面的研究文献,对3D打印用PLA复合材料的类型进行了分类并对其研究进展进行了整理。综述了近年来研究较多的聚乳酸复合材料的制备方法、打印工艺及性能特点,主要包括聚乳酸/天然植物纤维、聚乳酸/碳纤维、聚乳酸纳米等复合材料,得到了3D打印用PLA复合材料存在的主要问题,并展望其未来的发展方向。     

聚乳酸/碳纤维复合材料的制备及性能研究

以双螺杆挤出机制备出的短碳纤维为增韧材料,以聚乳酸为基体,制备出一种新型的聚乳酸/碳纤维复合材料。通过扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱、力学性能测试等手段,考察碳纤维含量对复合材料性能的影响。结果表明:加入碳纤维后,改变了复合材料的力学性能及耐热性,耐热性随短碳纤维含量的增大而提高,冲击强度呈现先增大后减小的趋势,碳纤维含量为5wt%左右时,复合材料的综合性能最佳。     

纤维增强树脂复合材料3D打印流场分析与仿真

以纤维增强树脂基复合材料为研究对象,该材料由碳纤维和聚乳酸高分子材料复合而成。利用ANSYS CFX软件模块,对复合材料的流体状态和压力场进行了数值仿真,探究了以熔融沉积(FDM) 3D打印工艺制备纤维增强复合材料的流动特性和打印机理。首先,结合纤维增强复合材料的流动和受力规律,建立了打印流道及复合材料的三维模型;其次,描述了用于数值仿真复合材料的参数,得到了纤维增强树脂复合材料熔融成型时内部流场状态和界面压力分布,并进行了分析讨论;最后,通过实验验证了3D打印用于纤维增强树脂复合材料成型制造的可行性。研究结果为纤维增强树脂基复合材料的3D打印应用提供了必要的仿真与实验基础。     

3D打印连续碳纤维增强热塑性复合材料弯曲性能研究

以聚乳酸(PLA)为热塑性基体材料、连续碳纤维(CF)为增强材料,设计了可打印连续碳纤维增强热塑性复合材料(CCFRP)的新型打印头,探究打印层高和相对挤出率对连续碳纤维增强聚乳酸复合材料(PLA/CF)弯曲性能及弯曲破坏形式的影响。结果表明:当打印层高为0.8 mm、相对挤出率为0.5时,PLA/CF复合材料的弯曲性能最佳,弯曲强度和弯曲模量分别达到127.09 MPa和5.55 GPa,比纯PLA分别提高了82.1%和144.4%;另外,材料的主要弯曲破坏形式为塑性变形、层离以及CF与PLA脱离。     

聚乳酸基复合材料的研究进展

综述了近年国内外聚乳酸基复合材料的研究进展,主要包括聚乳酸与天然高分子材料复合、聚乳酸与合成高分子材料复合以及聚乳酸与其它分子材料复合等。同时对聚乳酸基复合材料在制备和应用过程中遇到的难题进行了分析和总结。开发综合性能优异的聚乳酸基复合材料的低成本制备关键技术将是今后该领域发展的主要方向。     

聚乳酸基复合材料的研究进展

综述了近年国内外聚乳酸基复合材料的研究进展,主要包括聚乳酸与天然高分子材料复合、聚乳酸与合成高分子材料复合以及聚乳酸与其它分子材料复合等。同时对聚乳酸基复合材料在制备和应用过程中遇到的难题进行了分析和总结。开发综合性能优异的聚乳酸基复合材料的低成本制备关键技术将是今后该领域发展的主要方向。     

聚乳酸/植物纤维复合材料的研究进展

综述了近年来以聚乳酸为基体、不同植物纤维为增强材料制备的聚乳酸基塑木复合材料的研究进展,对生产的不同种类的聚乳酸基塑木复合材料的性能及应用进行简要介绍,同时对聚乳酸基塑木复合材料的开发前景进行展望。     

碳纤维增强BT-HA复合材料的制备与性能

目前,人工骨由于力学性能不佳在应用上受到极大的限制,因此,如何在保证人工骨具有压电性能和生物性能的前提下提高其力学性能成为了研究热点。本文以钛酸钡-羟基磷灰石(BT-HA)复合材料为基体,质量分数为5%的碳纤维(C_f)作为增强体,利用传统固相烧结法制备了C_f/BT-HA复合材料,目的是在保证电学性能不变的前提下提高复合材料的力学性能。结果表明,BT-HA复合材料中加入C_f后,电学性能基本保持不变,力学性能得到了很大的提升。样品具有较好的铁电性,压电常数d₃₃为37 pC/N,居里温度为170 ℃,高于人工骨的使用温度。抗弯强度达到121.7 MPa,硬度达到3.56 GPa,均增大到未加C_f样品的3倍,断裂韧性增加了1倍,达到1.21 MPa·m^1/2。C_f/BT-HA复合材料没有细胞毒性且骨诱导性良好,有望应用于骨替代材料领域。     

Role of polymeric composite in civil engineering applications: a review

ABSTRACT

This is an up-to-date review on civil engineering application of polymeric composites filled with cement and fillers. Various combinations of polymer, glass fiber, and carbonaceous fillers have been considered as polymer/cement/carbon black, polymer/cement/carbon black/glass fiber, polymer/cement/carbon nanotube, polymer/cement/carbon nanotube/glass fiber, polymer/cement/graphite, and polymer/cement/graphite/glass fiber. These composites have gained significance due to high durability, dimensional stability, strength, non-flammability, and thermal characteristics. The cementitious composites have been applied in civil/infrastructural applications such as columns, beams/slabs for buildings, foundations, and bridges. Moreover, polymer/cement composites are used as basic construction material for neutron shielding, coal power plants, oil plants, water barrels, etc.     

碳纤维复合材料在轻量化的应用和前景

复合材料的轻量化研究是现代设计制造的一大主流。随着社会对节能减排要求的日益提高,轻量化材料在各领域的应用将会更为广泛,轻量化材料是未来材料发展的一大趋势。通过对碳纤维复合材料的性能及其在轻量化的应用和前景进行简要介绍,综述了国内外几种有代表性的碳纤维型号和主要的成型工艺,结合轻量化这一特点对碳纤维复合材料应用前景进行分析。     

树脂基复合材料在汽车上的应用分析

轻量化、绿色环保和舒适安全性将成为我国汽车用材料未来发展方向,树脂基复合材料将是实现汽车轻量化、塑料化的材料之一.介绍了玻璃纤维毡增强热塑性复合材料(GMT)、长纤维增强热塑性复合材料(LET)、天然纤维增强热塑性复合材料(NMT)和碳纤维增强复合材料(CFRP)等的特点和应用实例分析.树脂基复合材料的应用是汽车轻量化设计和选材的发展趋势.     

炭纤维增强复合材料振动性能研究进展

炭纤维增强复合材料的固有频率和阻尼特性受复合材料的组织结构和使用环境的影响。针对炭纤维增强树脂基和炭基复合材料的固有频率和阻尼特性的研究进展进行了系统论述,详细介绍了纤维、基体、纤维/基体的界面及温度对炭纤维增强树脂基和炭基复合材料固有频率和阻尼特性的影响。     

炭纤维复合材料在汽车工业的应用

介绍炭纤维复合材料在汽车工业应用的现状与前景,包括复合材料在汽车工业应用现状、供汽车应用的低成本炭纤维生产技术研制计划、扩大炭纤维复合材料在汽车工业应用要注意的问题等。     

先进复合材料用高性能纤维发展概述

作为材料科学的一个重要分支,纤维增强复合材料以其优异的性能取得了飞速发展并且在社会各领域得到了越来越广泛的应用。在先进复合材料中,目前最常应用的高性能增强纤维有碳纤维、芳香族聚酰胺纤维以及超高分子量聚乙烯纤维等。本文即对这些纤维的发展及其在先进复合材料中的应用情况作一概述。     

Mechanical properties and in vitro degradation behavior of additively manufactured phosphate glass particles/fibers reinforced polylactide

Phosphate glass/polylactide (PG/PLA) composites were additively manufactured via fused deposition modeling. The incorporation of 10 wt % PG particles improved the flexural modulus of composites by ~14% (3.53 GPa) but led to 5% reduction in flexural strength (92.4 MPa). The trend was more pronounced as the particle loading doubled. Comparing to a particulate composite of the same weight fraction, milled PG fibers (PGFs) reinforcement led to more effectively improved flexural modulus (~30%, 4.10 GPa). After 28 days of in vitro degradation in phosphate buffered saline, the particulate composites lost more than 30% of their initial mechanical properties, in contrast to less than 10% reduction of strength/modulus reported from fiber reinforced composites. The additively manufactured PG/PLA matrix composites have potential for application as customized bone fixation plates to repair the fractures under modest load-bearing applications. © 2019 The Authors. Journal of Applied Polymer Science published by Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2019 , 136, 48171.     

Interfacial micromechanics and effect of moisture on fluorinated epoxy carbon fiber composites

Carbon fiber composites have witnessed an increased application in aerospace and other civil structures due to their excellent structural properties such as specific strength and stiffness. However, unlike other structural materials, carbon fiber composites have not been as widely studied. Hence, their increased application is also accompanied with a serious concern about their long‐term durability. Many of these applications are exposed to multiple environments such as moisture, temperature, and UV radiation. Composites based on conventional epoxies readily absorb moisture. However, recently synthesized fluorinated epoxies show reduced moisture absorption and hence potentially better long‐term durability. The aim of this project is to study the effect of moisture absorption on fluorinated‐epoxy‐based carbon fiber composites and their comparison with conventional epoxy carbon fiber‐based composites. Microbond tests are performed on fluorinated and nonfluorinated epoxy‐based single fiber samples before and after boiling water degradation. It is found that fluorinated epoxy‐based single fiber coupons showed relatively reduced degradation of interface when compared with the nonfluorinated epoxy single fiber coupons. POLYM. COMPOS., 2011. © 2011 Society of Plastics Engineers     

碳纤维增强复合材料技术发展现状及趋势

简要叙述了碳纤维和树脂基体的发展历程及现状，介绍了目前碳纤维增强复合材料在固体火箭发动机及空间技术上的应用情况。对我国碳纤维复合材料发展过程中存在的问题进行了初步分析并提出了建议。