高牵引速率下iPP/玻璃纤维复合材料界面结晶

在等规聚丙烯(iPP)熔体中高速牵引玻璃纤维(GF)的过程中,首次发现GF表面出现了一层具有明显厚度的包覆结构,并对这种结构在牵引过程中的变化规律及其对界面结晶形貌的影响进行分析研究。结果表明,包覆结构的产生可能是GF在高牵引速率下使iPP分子链克服自身屈服应力而沿着纤维轴方向伸展取向并堆积的结果;该结构为热力学稳定的α晶,且具有诱导iPP生成β横晶的能力。     

聚碳酸酯动态黏弹性能与分子取向态的关系

将双酚A型聚碳酸酯（PC）注射成型,基于流动残余应力与分子取向关系的讨论,利用光学双折射法表征样品中的平均分子取向,并考察其动态力学性能。结果表明,近浇口取向大于远浇口,且分子取向态与其动态黏弹性参数间存在关联。当选取损耗角正切值（tanδ）=1的损耗模量值时,发现更高的积分双折射值对应更小的损耗模量,即取向越大动态黏度越小;当储能模量选取玻璃态平台末端值时,尽管双折射值与储能模量的关系受自由体积因素干扰相对不明朗,但材料依然表现出弹性随取向增加而增加的整体趋势。     

碳纳米纤维对单向玻纤/环氧复合材料的影响

采用真空辅助RTM成型方法制备了0.5%碳纳米纤维(CNF)玻纤/环氧(GF/EP)复合材料,并对其一维饱和渗透率、不同温度下的力学性能、耐固体粒子冲蚀磨损性能进行了测试和研究分析。实验结果表明,加入0.5%CNF之后,平行于纤维方向的饱和渗透率降低了2~6倍,垂直于纤维方向的饱和渗透率降低了2~5倍;在孔隙率小于0.44时,两个方向的饱和渗透率差别不大,均接近于零;0.5%CNF的加入对纯EP及垂直于纤维方向复合材料的机械性能和耐固体粒子冲蚀磨损性能影响较小,在平行于纤维方向上复合材料的力学性能和耐固体粒子冲蚀磨损性能均有提高;在不同温度下,0.5%CNF的加入使垂直纤维方向上复合材料拉伸强度的稳定性得到提高。     

稀土β成核剂与熔体温度对iPP制品结构与韧性的影响

通过拉伸性能测试,考察了稀土类β成核剂和熔体温度对等规聚丙烯(iPP)注塑试样断裂韧性的影响,并用二维广角X射线衍射法(2D-WAXD)和差示扫描量热法(DSC)对它们的微观结构进行了研究。结果表明:纯iPP和加入β成核剂的iPP试样的断裂韧性随着熔体温度的升高而增加;稀土β成核剂因其具有较强的异相成核作用,从而使材料的断裂韧性得到较大提高。     

注射模CAE技术的工程应用

注塑模CAE技术是利用高聚物流变学、传热学、计算力学和计算机图形学等基本理论，建立高聚物成型过程的物理和数学模型，构造有效的数值计算方法，实现成型过程的动态仿真分析，为优化模具设计和控制产品成型过程提供科学依据和设计分析手段。但是，作为一种工具，它只是用来帮助和完善工程师的设计而不是取代他们，因此．和其他工具一样。分析模拟作用的大小取决干使用的熟练程度，或说。取决于使用对分析模拟结果的正确认识和判断。     

基于预变形的长条状注塑制品翘曲控制

针对长条状注塑制品比常规尺寸制品更易变形、变形量更大,且传统控制变形方法对其作用有限的问题,以典型长条状制品汽车门板防擦条为例,采用预变形反补偿法控制制品翘曲变形,并利用计算机辅助工程(CAE)技术进行多次预变形设计来确定制品最终的预变形量和预变形曲线,基于预变形后的制品设计完成了模具设计和制造,生产出了满足精度要求的制品。实践表明,预变形设计拓展了注射成型工艺窗口,能有效提高一次试模成功率和生产效率,是控制长条状制品翘曲变形的有效方法,而CAE技术是确定该类制品预变形方向和预变形曲线的重要手段。     

TPU无纺布/碳纳米纤维膜对玻璃纤维复合材料固体颗粒侵蚀性能的影响

选用TPU无纺布/碳纳米纤维膜作为复合材料外层保护层,采用树脂传递模塑(RTM)工艺制备无纺布/碳纳米纤维/玻璃纤维/环氧(NTPU/CNF/GF/EP)复合材料,并对复合材料的机械性能、耐固体粒子侵蚀磨损性能进行了研究。结果表明,直径为~500μm的尖角碳化硅侵蚀颗粒,在侵蚀距离为76 mm、冲蚀角度为90°的条件下,对复合材料的侵蚀磨损破坏行为较强;一层100μm厚NTPU的加入使复合材料的拉伸性能相比于GF/EP(FRP)降低了大约10%,耐固体颗粒侵蚀性提高了8倍;NTPU/CNF膜的加入可以有效地提高玻璃纤维复合材料的力学性能和御蚀性能。     

不同纤维牵引速率下iPP/GF复合材料界面的β横晶

以不同的速率牵引等规聚丙烯(iPP)熔体中的玻璃纤维(GF),并逐步增加剪切时间,得到了不同的iPP/GF界面结晶形貌。通过偏光显微镜(POM)观察以及对界面剪切应力的分析,研究了不同速率下形成界面β横晶的临界剪切时间以及在该时间范围内界面剪切应力随时间的变化关系。结果表明,在10,30,60,90μm/s的牵引速率下,所需临界剪切时间分别为220,105,60,50s;所有牵引速率下界面剪切应力随剪切时间均先快速增大,在出现1个平台期后又逐步上升;界面剪切应力随牵引速率的增大而增大。     

强健超弹的蜘蛛网状聚酰亚胺纤维基导电复合气凝胶用于极端温度下的线性压力传感器（英文）

压力传感器是人工触觉感应的基石.尽管人们对高性能压力传感器进行了广泛的研究,但解决传感器的高灵敏度、宽线性响应范围和宽工作温度范围仍然面临巨大挑战.在此,我们创新性地应用三乙胺实现了疏水聚酰亚胺纤维(PIFs)在碳纳米管(CNT)水溶液中的均匀分散,同时纤维的结构不会受到破坏,并利用冻干和热酰亚胺化技术制备了强健超弹的蜘蛛网状(PIF/CNT)导电复合气凝胶.该气凝胶作为压力传感器具有宽线性感应范围(0.01-53.34 kPa)、超低检测限(10 Pa)、高灵敏度(0.507 kPa^-1)、快速响应/恢复时间(85/80 ms)、稳定的快速压缩响应(500 mm min^-1)和优异的抗循环疲劳能力(5000次)等优异的传感性能.有限元分析表明,多级纤维网络有利于相邻的导电纤维之间的接触面积在外部压力下有明显的线性变化,使之表现出优异的线性传感性能.该传感器可用于人体生理和运动信号检测、电子皮肤和智能控制,且在极端温度(-100-300℃)下表现出出色的传感稳定性和热绝缘性,可用于极端太空环境下太空服和月球/火星栖息地充气结构的传感单元.本工...     

聚氨酯海绵中碳纳米管与各向异性形状Ni的协同效应增强电磁干扰屏蔽性能（英文）

巧妙的微观结构设计和合适的多组分策略仍然是高效吸收型电磁干扰屏蔽材料在轻质、低填充水平和薄样品厚度方面的挑战.本文基于独特的屏蔽胶囊结构,采用浸渍法制备了柔性水性聚氨酯/介电碳纳米管/磁各向异性镍(链或花)电磁屏蔽复合海绵.结果表明,增加镍(花状或链状)填料的含量可显著提高复合材料的导电性和电磁干扰屏蔽性能.水性聚氨酯/碳纳米管/8 wt%镍花-三聚氰胺海绵和水性聚氨酯/碳纳米管/8 wt%镍链-三聚氰胺海绵的电磁屏蔽性能分别为42.8和46.7 dB,优于仅含碳纳米管的复合海绵.碳纳米管与镍(花状或链状)之间的协同作用意味着复合海绵的屏蔽电磁干扰的主要机制来自于吸收过程.重要的是,在水性聚氨酯层的保护下,复合材料在强烈的物理和化学损伤下仍然表现出良好的电磁屏蔽性能.这项工作为设计新颖、轻量化和高效的电磁屏蔽复合材料提供了一种简单的协同策略,在便携式和可穿戴电子设备中显示出巨大的应用前景.