国产碳纤维拉伸性能研究

通过单丝拉伸试验方法对国产碳纤维的单丝拉伸性能进行系统测试,并采用Weibull分布函数对拉伸强度进行统计分析。结果表明,国产碳纤维的单丝拉伸性能指标与东丽T700级和台丽TC36S型碳纤维仍存在较大差距。扫描电子显微镜SEM分析说明,东丽T700级碳纤维表面光滑平整,台丽TC36S型碳纤维表面有较浅沟槽,国产碳纤维单丝表面沟槽较宽、较深,表面结构的特点可能是导致国产碳纤维拉伸强度较低的主要原因。     

水浸泡对碳纤维拉挤杆的水吸收与剪切强度影响

本文研究了东丽T700与国产碳纤维增强环氧树脂基拉挤杆在20℃和60℃蒸馏水浸泡下的水吸收与剪切性能变化。结果表明,随着温度升高,水扩散速率提高,且沿纤维方向的水扩散系数高于垂直方向。浸泡7d后,碳纤维拉挤杆的剪切强度均发生明显下降,但随着浸泡时间延长,20℃水浸泡试样的剪切强度反而有所上升,而60℃水浸泡试样的剪切强度继续缓慢下降。比较而言,国产碳纤维增强拉挤杆的剪切强度相对较高,界面粘结强度大,但耐水性能相对较差,浸泡后期的强度下降更为明显。     

四亚乙基五胺对PVC和PVC/NBR共混物的交联作用

从硫化特性、热变形值、凝胶质量分数和物理性能等方面考察了四亚乙基五胺（ＴＥＰＡ）对ＰＶＣ和ＰＶＣ／ＮＢＲ共混物的交联作用以及ＰＶＣ和ＮＢＲ同时交联对共混物性能的影响。结果表明,ＰＶＣ／ＮＢＲ共混物中的ＰＶＣ组分交联后,共混物的物理性能和热变形性能都有所改善;ＰＶＣ和ＮＢＲ两组分同时交联可改善共混物的物理性能和热变形性能,在ＮＢＲ用量较大（６０份以上）时效果更为明显,若ＮＢＲ用量太低,则共混物热变形性能反而有所下降;交联剂ＴＥＰＡ对硫黄硫化ＮＢＲ有一定抑制作用,对共混物的物理性能影响不大,但在一定用量范围内有较小的劣化作用     

植物纤维纸蜂窝制备的环境影响评价

利用CML环境影响评价方法,研究并比较了植物纤维纸蜂窝和传统芳纶纸蜂窝制备的环境影响。结果表明,针对所涉及的11个环境影响指标,植物纤维纸蜂窝低于芳纶纸蜂窝0.68 %~49.41 %;权重化结果表明,植物纤维纸蜂窝制备环境影响总体低于芳纶纸蜂窝18.77 %;制备芳纶纸蜂窝的环境影响主要来自于芳纶纸和电能的消耗;制备植物纤维纸蜂窝的环境影响主要来自于混杂纸和电能的生产。     

CFRP@GFRP混杂复合材料杆体在水浸泡环境下的性能演化

碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)@玻璃纤维增强树脂复合材料(GFRP)混杂复合材料杆体发挥碳纤维的高力学、疲劳性能与玻璃纤维的低成本、高变形能力等优势,在桥梁与海洋工程中具有巨大应用潜力,如跨海大桥斜拉索。针对CFRP@GFRP混杂复合材料杆体在服役环境下长期性能演化,本文采用加速试验方法研究蒸馏水环境下CFRP@GFRP混杂复合材料杆体的水吸收及界面剪切性能长期演化规律。研究结果表明:混杂复合材料杆体皮、芯层及杆体吸水行为符合Fick定律,GFRP皮层扩散系数最大,CFRP芯层次之,混杂复合材料杆体由于在皮/芯界面层形成吸水屏障而扩散系数最小。浸泡在蒸馏水环境下芯层、皮/芯界面及皮层界面剪切强度下降,这是由于浸泡过程中水分子通过氢键形式与树脂基体结合形成结合水,导致树脂基体发生水解和塑化及纤维/树脂界面脱黏。基于Arrhenius加速理论建立了混杂复合材料杆体在三座典型桥梁服役环境下的界面剪切强度预测模型。      

立体视觉在UV-GFRP加固混凝土梁静载试验中的应用

为满足结构静态试验三维变形测试研究需要,建立了立体视觉测量方法的三维数学模型,得到了结构变形的离面及面内位移公式;研究了圆形标识点的边缘检测、特征识别及中心拟合算法,并应用极线约束准则完成了标识点的精确匹配跟踪。在上述图像处理算法的基础上,编译了基于MATLAB平台可独立运行的立体视觉结构变形分析软件。使用集成的立体视觉测量系统完成了室内及碱液环境作用6个月后的UV-GFRP加固混凝土梁的破坏性试验,并与万能试验机的测量结果进行比较分析。结果表明:2种测量方法的荷载-位移曲线走势一致,吻合较好,证明了立体视觉方法用于结构静态试验三维测量的可行性。     

注塑成型长玻璃纤维/聚丙烯复合材料的冲击韧性

利用自行研制的连续纤维/热塑性树脂浸渍装置,制备了注塑成型用长玻璃纤维增强聚丙烯粒料。利用Charpy冲击试验,研究了界面相容剂(接枝马来酸酐聚丙烯)的用量、粒料长度等对注塑试样冲击韧性的影响。试验发现,随着接枝聚丙烯含量的增加,试样的冲击韧性显著提高。但当接枝聚丙烯含量达到一定程度时,冲击韧性反而下降。注塑试样的冲击韧性随长纤维粒料的长度增加和冲击试样模具的浇口尺寸变大而升高。对于平板材料,冲击试样所处的位置不同,其韧性也有较大的变化。试验还发现,退火处理可以有效地提高注塑试样的冲击韧性。      

玻璃纤维增强聚丙烯树脂复合材料索锚构件设计及力学性能

桥梁拉索及预应力混凝土结构用纤维增强复合材料的可靠锚固是需要解决的关键难题。热塑性聚丙烯树脂具有优异的断裂韧性、耐湿热/抗疲劳性能及加工成型方便和可回收利用等优点,根据其加热熔化冷却成型原理,本文采用玻璃纤维增强聚丙烯预浸带制备了一种尺寸稳定、性能优异、具有自锁结构的复合材料索锚构件。采用拉伸测试及有限元模拟研究预浸带层数与圆弧段角度对索锚结构极限承载力、应力分布及破坏模式的影响。研究发现,索锚构件的极限承载力随圆弧段角度增加而降低,随缠绕层增加先增加后下降。有限元模拟与实验结果吻合性较好,验证了缠绕10层预浸带,圆弧段角度为13.5°的索锚构件应力分布均匀并取得最高的拉伸强度。最后,通过总结与分析,论证了一体化新型索锚构件在桥梁拉索、地锚结构及预应力混凝土结构中的应用前景。     

热塑性树脂熔融浸渍连续纤维装置

研制开发了一套热塑性树脂熔融浸渍连续纤维的小型装置,该装置主要包括分丝系统、浸渍系统和上光系统等部分,其特点是利用柱状辊系分散和浸渍纤维束,利用该装置可制备纤维质量比在30％－60％的连续纤维（碳纤维,玻璃纤维）增强热塑性树脂（聚丙烯、尼龙等）基预浸带。本文对浸渍装置的设计和工作原理进行了分析说明。     

PP/GF复合材料横晶结构对界面剪切强度的影响EI

利用单纤维断裂实验方法 ,测试了聚丙烯 (PP) /玻璃纤维 (GF)单纤维复合材料的界面剪切强度 ,研究了 PP/GF单纤维复合材料体系中 ,横晶结构对界面剪切强度的影响。结果表明 ,随着横晶结构的完善 ,界面剪切强度下降 ,当结晶时间较长时 (如长于 10 m in) ,存在横晶结构试样的界面剪切强度下降的幅度大于不存在横晶结构的试样 。