双轴向增强纬编间隔织物复合材料的加工制造及力学性能

利用玻璃纤维编织一种新型双轴向增强纬编间隔织物,采用轻质树脂传递模塑工艺(LRTM)制作了该新型结构织物增强复合材料,并对复合材料在经纬向的拉伸性能、弯曲性能和压缩性能进行了测试与分析.研究表明:制作双轴向增强纬编间隔针织复合材料的关键是织物在厚度方向上不被压扁;复合材料的拉伸性能和弯曲性能主要取决于两个面层衬经衬纬纱的拉、弯性能.压缩性能不仅与纤维束的压剪组合破坏有关,还与纤维束与基体的界面黏结性能有关.     

珍珠纤维针织面料的服用性能测试与综合评价

选取舒适性、坚牢度和外观保持性等指标,采用模糊数学综合评判的方法对珍珠纤维针织面料的服用性能进行综合分析与评价.得出其综合服用性能的评价结果由好到差依次为:罗纹半空气层组织>满针罗纹组织>半畦编组织>罗纹空气层组织>畦编组织>1+1罗纹组织>纬平针.     

表面处理对生物降解黄麻/PBS复合材料性能的影响

采用模压成型法制备了生物降解黄麻增强PBS(聚丁二酸丁二醇酯)复合材料,通过拉伸、弯曲性能测试、红外分析和扫描电子显微镜观察,探讨了碱处理和硅烷偶联剂KH-570处理对材料性能的影响.结果表明:碱处理和硅烷偶联剂KH-570处理均能够提高黄麻纤维的表面粗糙度,从而改善黄麻纤维与PBS树脂之间的界面黏结性能,提高黄麻/PBS复合材料的力学性能,特别是弯曲模量的提高十分显著,比未处理黄麻/PBS复合材料分别提高了58%和98.5%.此外,研究结果还表明,硅烷偶联剂KH-570的处理效果较碱处理好.     

多重针织结构复合材料的制备及拉伸性能

将两种不同的针织结构以一定的方向和顺序进行叠加,用玄武岩纤维纱手工缝合;将缝合与未缝合的增强体预制件采用真空辅助树脂转移模塑成(VARTM)工艺加工成复合材料,对两种复合材料的纵纬向拉伸性能进行测试与分析.结果表明,取向度和拉伸方向上受力纱线根数的不同是造成经纬向拉伸性能差异的原因;缝合的复合材料的单位纤维体积分数的拉伸强度与模量比未缝合的复合材料大;复合材料的拉伸破坏模式说明缝合显著改善了复合材料的分层现象.     

交织双轴向纬编针织结构及增强复合材料的拉伸性能

介绍了一种新型的交织双轴向纬编针织结构.以高强涤纶作针织纱.玻璃纤维为衬经和村纬纱线编织出织物样品,采用真空辅助树脂传递模塑(VARTM)加工成复合材料,通过对不同拉伸方向、不同铺层的拉伸试验进行比较.探讨了该复合材料的拉伸性能.结果表明,单层铺层复合材料经纬向的拉伸性能存在较大的差异,拉伸曲线存在拐点,采用双层90.镝层可减少复合材料经纬向拉伸性能的差异,并有效地提高复合材料的拉伸力学性能.     

表面改性对三种天然纤维增强聚丙烯复合材料拉伸性能的对比研究

采用氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)、丙基三甲氧基硅烷(KH-570)以及马来酸酐接枝聚丙烯(MAPP)分别对纤维素、木屑和秸秆进行了表面改性处理,并分别制备了三种植物纤维增强聚丙烯复合材料,考察了复合材料的拉伸性能与改性方法、纤维类型及纤维含量的关系。结果表明,复合材料的拉伸强度随着纤维含量提高而降低;MAPP处理较硅烷偶联剂处理的纤维-基体界面粘接性能改善较大,其拉伸强度最大提高了50%,而断裂延伸率和断裂韧性也由于界面结合力提高而明显降低。     

苎麻三维结构纬编针织复合材料预制件的研制

用苎麻和玻璃纤维设计、织造了米拉诺罗纹加衬纬和变化畦编加衬纬三维结构纬编针织复合材料预制件,并测试和分析了预制件的拉伸性能.结果发现米拉诺罗纹组织的织物强度和衬纬强度都比变化畦编组织高;苎麻纱线性能的一致性差,易发生非均匀断裂,不能充分发挥其性能优势.     

VARTM制备麻纤维增强环氧树脂复合材料研究

通过对黄麻纤维热处理、碱处理、硅烷偶联剂处理和异氰酸酯处理进行表面改性,并对改性黄麻纤维布进行热压工艺处理,最后采用VARTM成型工艺制备黄麻纤维增强环氧树脂复合材料,并对其性能进行了系统研究.通过扫描电镜(SEM)分析表明,热处理和碱处理的黄麻纤维增强环氧树脂复合材料的界面粘结未得到明显改善,而通过硅烷偶联剂和异氰酸酯处理的黄麻纤维增强环氧树脂复合材料的界面粘结性能得到了显著的提高.将硅烷偶联剂和异氰酸酯处理的黄麻纤维布通过热压处理不仅可以增加复合材料中黄麻纤维体积含量,而且可以提高复合材料的综合性能,复合材料力学性能研究表明,经硅烷偶联剂处理后的黄麻纤维增强复合材料拉伸强度、模量和弯曲强度分别提高了18.6%,71.4%和50.2%.经异氰酸酯处理的黄麻纤维增强复合材料的拉伸强度、模量和弯曲强度分别提高了16.3%,34.0%和50.3%.     

NiTi纤维表面处理对其树脂基复合材料 力学性能的影响

为了提高基于NiTi纤维与树脂复合材料的拉伸、冲击、弯曲性能,采用硝酸、硅烷偶联剂、异氰酸酯涂层以及低温等离子体与硅烷偶联剂联合处理等方法对NiTi纤维表面进行处理,增强纤维与树脂间的界面黏结. 研究表明: NiTi纤维经不同方法处理后,其环氧树脂复合材料的层间剪切强度提高了10.90%～44.74%. 低温等离子体处理的NiTi纤维再经硅烷处理,其环氧树脂复合材料的拉伸性能、冲击性能、弯曲性能分别提高了88.81%, 98.43%和45.55%,且纤维与树脂黏合较好.     

三维针织/机织聚氨酯基复合材料的力学性能

为解决间隔织物增强复合材料存在强度低、抗压性差的问题，选用经编间隔织物和玻璃纤维机织物作为增强体，聚氨酯泡沫作为基体，制备系列三维针织/机织聚氨酯基复合材料，并测试材料的拉伸、弯曲和压缩性能。结果表明：将经编间隔织物/玻璃纤维机织物以三维夹芯结构形式嵌入复合材料中，能够提高间隔织物增强复合材料的拉伸性能和压缩性能；在表面组织结构相同的情况下，经编间隔织物厚度大的三维针织/机织聚氨酯基复合材料的力学性能较好；在织物厚度相同的情况下，填充大六角形网孔的间隔织物的复合材料具有较好的力学性能。     

水镁石的硅烷偶联剂表面改性

探讨了4种硅烷偶联剂对聚丙烯(PP)/水镁石(BC)复合材料性能的影响.结果说明硅烷偶联剂均可提高材料的力学性能,m(PP):m(BC):m(KH-550)=50:50:3材料的拉伸强度和冲击强度比m(PP):m(BC)=50:50分别提高34.9%和91.5%.SEM显示偶联剂改善了PP/BC体系的相容性;POM表明偶联剂激活了异核结晶的晶核,增强了PP在BC表面的异核结晶作用,使晶球的大小分散趋于更小更均匀.流变性能测试结果表明,硅烷偶联剂是该体系的润滑剂.各种实验表明KH-550效果最好.     

双轴向纬编针织热塑性复合材料的加工制造及拉伸力学性能

主要探讨如何利用玻璃纤维和丙纶的共混纱来加工双轴向纬编针织热塑性复合材料及其力学性能，内容包括双轴向纬编针织预制件的编织，热塑性复合材料的热压成型加工以及试样的拉伸试验和分析．研究结果表明，采用玻璃纤维和丙纶（GF／PP）的共混纱作衬经和衬纬纱，有利于基体树脂丙纶的浸渍和分布以及基体树脂丙纶的界面结合，不仅大大改善了复合材料的加工质量，而且提高了复合材料的力学性能．     

编织结构三维仿真及其对C/SiC复合材料性能的影响

以连续碳纤维增强的碳化硅复合材料为研究对象,利用计算机仿真技术实现了纤维预制体结构的三维仿真;同时采用CVD PIP联合工艺制备了2.5D与三维四向2种结构的C/SiC复合材料,研究了预制体结构与复合材料力学性能之间的关系。结果表明:三维四向编织结构C/SiC复合材料的x向弯曲强度达到399.2 MPa,层间剪切强度达到38.1 MPa,断裂韧性达到16.0 MPa.m1/2,各项力学性能均高于2.5D编织结构的C/SiC复合材料的力学性能。     

改性尼龙6复合材料的力学性能研究

采用经化学改性的芳纶纤维增强尼龙6,并通过红外光谱和环境扫描电镜分析其界面层.结果表明,芳纶纤维经异氰酸酯化及封端稳定处理后,其表面所接枝的不稳定基团-NCO转化成稳定的-NHCO-,封端结果较为明显;改性后纤维表面附有接枝物,从而使表面粗糙程度大大增加.力学性能测试结果显示改性尼龙6复合材料的拉伸和弯曲强度得到了改善,但冲击性能略为下降.     

钢/FRP复合板的力学性能

对由高强钢DP980和碳纤维(CF)或芳纶纤维(AF)单向布通过环氧树脂粘贴制成钢/纤维增强复合材料(FRP)复合板,在拉伸、弯曲和压缩条件下进行了力学性能试验研究。通过单向拉伸、单向压缩和三点弯曲试验,获得了包含不同FRP种类、纤维方向的钢/FRP复合板的承载–位移关系。与单一高强钢板DP980比较,钢/FRP复合板具有更高的刚度、承载能力以及抗屈曲失稳能力。粘贴300 g碳纤维单向布的钢/FRP复合板在拉伸、压缩及弯曲条件下最大载荷较单一高强钢板DP980分别提升了44.0%、104.9%和170.1%,初始刚度分别提升了20.5%、28.7%和126.8%。     

硅烷偶联剂对PP基木塑复合材料力学性能的影响

本文以废弃聚丙烯(PP)和杂木粉为主要原料、马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)和硅烷偶联剂(KH550)为界面改性剂,采用压制成型法制备PP基木塑复合材料。研究了KH550用量对复合材料力学性能的影响,结果表明:KH550可以显著改善木塑复合材料的拉伸强度、冲击强度。     

PBO纤维的基本性能实验研究

对PBO纤维的拉伸性能、耐热性等物理性能进行了实验测试,并与F-12 和Kevlar-49芳纶纤维进行了对比,对由PBO纤维与环氧树脂基体复合成型的单向纤维增强环形试样,测试了其拉伸强度、弹性模量和层间剪切强度,结果表明：PBO纤维股纱的拉伸强度比F-12和Kevlar-49分别高24.4%和52.8%以上,单向纤维复合材料的拉伸强度分别高约37.2%和92.8%,而热性也高约166℃,但PBO纤维与环氧树脂基体的界面粘结性很差,层间剪切强度仅为23-27MPa。     

纤维金属3维复合材料力学性能研究

研究不同排列方式的纤维金属3维复合材料在不同方向上的力学性能和失效模式,对复合材料试样进行拉伸试验、三点弯曲试验及静态压入试验.拉伸试验表明[0°/0°]排列的复合材料在纤维方向上具有最高的拉伸模量、屈服强度及拉伸强度,而在垂直于纤维方向上具有很低的力学性能.[0°/90°]排列的复合材料由于其仅一侧纤维受拉,其力学性能相对较弱,且变形模式表现为试样的弯曲变形.[0°/0°]和[0°/90°]两种方式排列的复合材料的拉伸剪切性能差别较小.弯曲试验表明[0°/0°]排列方式的复合材料在纤维方向上的抗弯能力最高.静态压入试验表明,[0°/0°]和[0°/90°]的复合板具有近似的抗压入破坏能力.试样破坏模式显示,纤维金属3维复合材料未出现界面失效等结构性破坏,具有优良的界面强度.      

三维间隔纬编复合材料中连接纱的作用分析

为了探究三维间隔纬编织物中连接纱对其增强复合材料性能的影响,以玻璃纤维为原料,在自主开发的新型三维间隔纬编针织机上通过喂入与不喂入连接纱,制得有无连接纱的两种增强体,利用真空辅助转移模塑工艺VARTM(Vacuum Assistant Resin Transferring Molding)加工成复合材料.对这两种复合材料进行了三点弯曲和霍普金森(Hopkinson)压杆冲击测试.实验表明,连接纱明显地提高了复合材料的抗弯曲性能和抗冲击性能.     

玻纤分布层合热塑性复合材料的力学性能及其失效行为

使用连续玻纤毡和玻纤网格布两种形态增强体,通过宏观不均匀增强体结构设计,在连续化运行的双钢带压机上制备得到了玻纤分布层合热塑性复合材料,探讨了玻纤增强体分布层合结构对复合材料力学性能及其失效破坏行为的影响。结果表明,玻纤增强体的宏观不均匀层合结构对复合材料的拉伸及弯曲性能的影响存在差异;连续玻纤毡位于外侧的分布层合结构能够抑制裂纹在垂直于拉力方向的扩展,层间分离的同时使更多的纤维束拔出断裂,显著改善了复合材料的拉伸性能;玻纤网格布位于外侧的分布层合结构则使其弯曲性能明显提高,外侧玻纤网格布中取向的玻纤呈现张力破坏使复合材料能够承受更高的弯曲载荷;分布层合结构中引入的玻纤网格布发挥了纤维束增韧作用,大幅提高了复合材料的冲击强度;与玻纤毡增强热塑料复合材料(GMT)相比,适宜的分布层合结构可使复合材料的拉伸及弯曲性能提高59%~76%、冲击强度提高53%。