短纤维端部形状对其增强复合材料应力分布的影响

采用ABAQUS软件分析了不同纤维端部形状下碳纤维增强树脂基复合材料的纤维端部应力分布。考虑的纤维端部形状包括平面、半椭球面、楔形面。结果表明:当长径比≥0.75时,半椭球面纤维端部复合材料力学性能优于平面和楔形纤维端部复合材料。进一步研究了界面相厚度、界面相弹性模量对纤维端部轴向应力和剪应力的影响。结果表明:轴向应力σB随界面相弹性模量的增加逐渐减小,界面相弹性模量较小时(E≤4 GPa左右),剪应力τD随着界面相弹性模量的增加而迅速增加,此后τD基本保持不变;当E≥3 GPa左右时,轴向应力σB随界面相厚度的增加逐渐减小。在所研究的界面相厚度(0.1、0.2、0.3μm)范围内,τD基本不随界面相厚度的变化而改变。所以界面相弹性模量应尽可能小于并接近于树脂基体的弹性模量(4 GPa),并适当增加界面相厚度有利于抑制界面脱粘破坏。     

连续玻纤增强聚烯烃预浸带的力学性能

分别以五种聚烯烃树脂为基体,采用自行设计的浸渍模具制备了连续玻璃纤维增强聚烯烃预浸带,并采用热模压机将预浸带压制成相应的板材.研究了五种基体树脂、纤维含量、纤维分布对复合材料力学性能的影响.结果表明,加入玻纤后复合材料的拉伸强度、弯曲强度大幅度提高,纤维分布对材料的弯曲性能影响较大;纤维含量0~70%范围内,随纤维用量的增加,复合材料的力学性能提高;在70%~75%范围内,复合材料的力学性能随纤维含量的增加而降低.动态力学分析表明,加入纤维后明显提高了复合材料的抗形变能力.     

聚酰亚胺-聚四氟乙烯复合材料的制备和表征

利用共混挤出工艺制备聚酰亚胺-聚四氟乙烯(PI- PTFE)复合材料,考察PTFE含量对复合材料热性能、摩擦性能及力学性能的影响.结果表明:制得的PI - PTFE复合材料两相不相容,复合材料的最高使用温度为250℃,在250℃以下复合材料的尺寸稳定性较好,其线膨胀系数随PTFE含量的增加而增大,不受热循环历程的影响;复合材料分解质量损失5%的温度(t5d)为525℃,热分解速率随PTFE含量的增加而增大;干摩擦时,随PTFE含量的增加,复合材料的摩擦因数降低,磨损率呈上升趋势;复合材料的拉伸强度、弯曲强度和硬度均随PTFE含量的增加而降低,就力学性能而言,PTFE的添加量不超过20%为宜.     

PET废纤/竹原纤维增强不饱和聚酯复合材料的力学性能与吸水性能

采用平板模压成型方法制备聚对苯二甲酸乙二醇酯是(PET)废纤/竹原纤维增强不饱和聚酯复合材料,研究纤维梳理方式及不同质量比对复合材料力学性能与吸水性能的影响。结果表明:相同纤维比例、不同纤维梳理方式的复合材料拉伸强度无显著差异;纤维混合梳理的复合材料弯曲强度和弯曲模量均显著高于分别梳理的复合材料;纤维分别梳理的复合材料耐水性能优于纤维混合梳理的复合材料。动态机械热分析显示:复合材料储能模量随竹原纤维含量增加而增加,PET纤维含量的增加使复合材料阻尼效应增加。复合材料吸水动力学表明:水分在竹原纤维比例高且分别梳理的复合材料内部的扩散符合Fick定律;而水分在竹原纤维比例低且纤维混合梳理的复合材料内部的扩散行为不符合Fick定律。     

短碳纤维增强橡胶基密封复合材料的热残余应力数值分析

以碳纤维/丁腈橡胶基密封复合材料为对象,采用ABAQUS有限元分析软件,建立含有界面相的三维有限元模型,研究了橡胶基复合材料热残余应力的分布规律.探讨了制备温度、界面相厚度、界面相模量描述方法、纤维体积分数、纤维直径对热残余应力的影响.结果表明:制备温度的变化对纤维和界面相的热残余应力影响较大;界面相厚度对纤维的残余应力的影响比其对自身的影响大;梯度界面有利于降低复合材料的热残余应力;适当提高纤维体积分数和增加纤维直径都有助于改善复合材料热残余应力的分布.     

Al2O3—SiO2（sf）／Al—Si复合材料残余应力的研究

采用Ｘ射线法Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２（ｓｆ）／Ａｌ－Ｓｉ复合材料残余应力进行了研究。结果表明Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２（ｓｆ）／Ａｌ－Ｓｉ复合材料中存在较大的残余应力;残余应力的大小随纤维含量的增加而增加,且受到纤维分布的影响。在纤维定向增强的复合材料中,残余应力具有各向异性,平行纤维方向的残余应力最大,垂直纤维方向的残余应力最小。     

CF／PEEK复合材料的摩擦磨损行为研究

研究了碳纤维增强聚醚醚酮（ＣＦ／ＰＥＥＫ）复合材料的摩擦磨损行为．结果表明复合材料的摩擦系数与磨损率依赖于材料中纤维的含量，在１０％～２０％范围有最低值，并对载荷有明显的依赖性．纤维含量的影响是碳纤维本身的减摩阻磨性和其对纤维在树脂中所处的分散状态及纤维在作用中的变化的依赖性有关；而载荷的影响则与树脂在作用过程中产生热后所处的物理状态有关．由于纤维对材料的摩擦尤其是磨损性能可能产生不利的影响，如纤维受磨减薄后产生的碎片导致磨料性磨损，而这种影响可通过复合材料的制备工艺来达到一定程度的控制，制备工艺对获得理想材料至关重要     

纤维对PEI改性环氧树脂单向复合材料形态的影响

人们改善环氧树脂基复合材料的脆性通常只改善环氧树脂基体和增强纤维间的界面，提高环氧树脂韧性的另一种常用方法是添加初始相容性良好的热塑性树脂如聚醚酰亚胺，在某一转化率（取决于体系的组成和反应温度）时体系发生相转变，体系最终的形态由相转变速率和环氧树脂反应速度所控制。本文作者研究了两种增强纤维（玻璃纤维和碳纤维）对不同环氧树脂／聚醚酰亚爱体系形态形成的影响，结果发现体系中纤维的存在不会影响基体相分离过程，但会改变体系的最终形态；形态的变化与纤维的品种关系不大；基体中不同组分的粘度是影响复合材料形态形成的关键因素。     

加速热老化对苎麻纤维/聚丙烯复合材料性能的影响

采用模压工艺制备苎麻纤维/聚丙烯复合材料,研究了复合材料在100℃加速热老化前后的性能。结果表明：纤维长度、纤维含量对复合材料的力学性能及熔融性能均存在明显的影响,氢氧化钠碱处理纤维及使用界面增容剂均可改善复合材料的力学性能,提高熔融峰温度。然而,热老化将明显降低复合材料的力学性能,改变熔融状态及结构形貌。     

聚甲基乙撑碳酸酯/淀粉复合材料的形貌、机械性能和热性能研究

采用溶液共混方法制备了聚甲基乙撑碳酸酯(PPC)/淀粉复合材料,并对其形貌、机械性能和热性能进行了表征.复合材料的模量随淀粉含量的增加而提高,拉伸强度在淀粉含量小于35%时有明显提高.复合材料的玻璃化转变温度和5%失重温度分别比纯PPC提高10℃和30℃左右.TEM表明复合材料中PPC基体与淀粉有较好的界面相互作用.GPC表明复合材料中PPC的分子量由于淀粉的架桥作用而显著提高.     

聚二甲基硅氧烷/碳酸钙复合体系流变性能研究

研究了聚二甲基硅氧烷(PDMS)/碳酸钙(CaCO3)复合体系的流变行为.用平板流变仪测得修饰后的碳酸钙复合体系的动态特性发现,随碳酸钙加入量的增加,复合体系的弹性随频率的增大而减小;低频下阻尼系数值明显降低,高频下阻尼系数值基本不变;阻尼系数随频率的增加,变化幅度减小;定频率下的储存模量和损耗模量都随温度的升高而下降.同时在对含量为20%修饰后的碳酸钙复合体系定频下振幅扫描后,没有发现Payne效应的存在.从而表明,修饰后的粒子之间的作用力不大.     

纳米CaCO3 对物理老化前后PC/PS性能的影响

 通过差示扫描量热法和动态力学分析对PC/PS/纳米CaCO3和PC/PS/包覆纳米CaCO3复合材料物理老化前后PS相的玻璃化转变、β松弛及动态力学性能进行了研究。结果表明：纳米CaCO3有利于PS相的分子链段松弛运动,PC/PS/纳米CaCO3复合材料PS相的Tg、损耗模量峰温和β松弛温度下降;包覆纳米CaCO3增加相界面间相互作用,PC/PS/包覆纳米CaCO3复合材料PS相的Tg、β松弛温度、储存模量和损耗模量峰温均较PC/PS/纳米CaCO3提高。随着物理老化时间的延长,PC/PS及复合材料PS相的Tg和β松弛温度提高,松弛热焓ΔH增加,其中,PC/PS/包覆纳米CaCO3的提高幅度较小。物理老化使得PC/PS/纳米CaCO3的存储模量提高。     

毛竹材的动态热机械性能分析

采用动态热机械分析(DMTA)测试毛竹材的储能模量(E')和损耗模量(E″),分析在不同初含水率、笔壁径向部位、竹龄及距毛竹基部高度下毛竹材的储能模量和损耗模量及玻璃化转变温度(Tg)。结果表明:①毛竹材储能模量随着温度的升高呈逐渐减小的趋势,损耗模量随着温度的变化出现两个峰,当温度达到玻璃化转变温度时达到第1个峰值。②储能模量和损耗模量受初含水率的影响较大,随着含水率的增加呈相对减小的趋势; 在竹壁径向上,储能模量和损耗模量由内而外依次增大; 在同一温度下,毛竹材的储能模量和损耗模量具有随毛竹高度的增加而降低的趋势; 不同竹龄毛竹材的储能模量和损耗模量略有差别,基本上随竹龄的增大而增大。③毛竹材Tg随含水率的增加而降低,在绝干状态时Tg为217～223 ℃; 含水率为15%到饱水状态时,Tg在113～134 ℃之间; 沿竹壁径向的竹青、竹肉和竹黄的Tg略有差别,30%含水率时的Tg在123～135 ℃之间; 不同竹龄毛竹材的Tg并无较大差异,在120～123 ℃之间; 不同高度的毛竹材Tg也无显著差异,在123～126 ℃之间。研究表明,在毛竹材的实际生产中可通过增加毛竹材周边温度和含水率以增加其塑性,使竹材的竹龄和高度选择更加宽泛。     

亚麻/低熔点涤纶热压非织造毡层间黏结性能研究

为研究熔融涤纶对亚麻纤维非织造毡的渗渍效果,优化亚麻/低熔点涤纶复合材料板的层间黏结强度,分析了在非织造毡热压成型复合材料过程中温度和压强对亚麻/低熔点涤纶纤维涤纶渗渍情况的影响,通过测试非织造毡内层温度、材料剥离强度和剥离面形貌,研究了压强对非织造毡内部温度的影响.结果表明:由于低熔点涤纶的流变特性,增大压强可以改善非织造毡内外温差;而在外表温度变化不大的情况下快速提高其内部温度可以加快流动与浸透,缩短热压成型时间,从而提高生产效率.     

傅里叶变换红外光声光谱法在纺织上应用

本文叙述了傅里叶变换红外光声光谱法(FTIR-PAS)的基本原理及其在纺织上应用。研究了组合浆料中变性聚乙烯醇的定量测定、涤棉混纺纤维中涤纶的定量测定、苎麻及甲壳素经碱处理后的光谱性质的变化。研究结果表明,以变性聚乙烯醇C=O基团的伸缩振动1570cm~(-1)吸收峰可作为定量测定变性聚乙烯醇的依据。以涤纶分子结构中羰基伸缩振动1725cm~(-1)峰高与纤维分子结构中碳氢键伸缩振动2915cm~(-1)峰高的比值,可定量测定涤棉混纺纤维中涤纶含量。苎麻经碱处理后,非晶谱带898cm~(-1)度明显增加,晶区谱带1430cm~(-1)强度明显下降,其变化程度取决于碱浓度。甲壳素的酰胺吸收峰1555cm~(-1)随碱处理浓度、温度和时间的增加而下降。与常规的红外吸收光谱法相比较,傅里叶变换红外光声光谱法具有无损快速的优点,适宜于制作困难的试样。     

Synthesis of PCL/MWCNT by One-Pot with Microwave-Assistant and Its Mechanical Properties

Polycaprolactone/multi-walled carbon nanotubes nano composite (PCL/MWCNT) was synthesized by a one-pot process with microwave-assistance. The fractured structures, crystalline behaviors and thermal properties of the nanocomposites were investigated with an electronic microscope, an X-ray diffraction device, an infrared spectroscopy, and a differential scanning calorimeter, respectively. A universal testing machine was used to study the mechanical properties of the composites. The results showed that when the content of MWCNT was 0.3 % (m/m), the tensile strength and elongation at break reached the maximum values, and increased from 7.5 MPa and 125 % of neat PCL to 14.8 MPa and 387 %, respectively. With an increase of the MWCNT content, the Young’s modulus continuously increased from 121.5 MPa of PCL to 285.6 MPa. When the MWCNT content was 0.5 % (m/m), the Young’s modulus was ca. 1.4 fold over that of neat PCL, indicating that the addition of MWCNT resulted in simultaneous enhancement of strength, toughness and modulus remarkably.     

非织造医用敷料的研制

以棉、超吸水纤维和甲壳素纤维为原料,利用PHB良好的热塑性能,开发一种完全可降解的用即弃医用非织造敷料.产品主要应用在皮肤伤口,其优点是可减轻疼痛、创面止血、持久干燥.文章研究了纤网与PHB的混比、热轧温度以及轧辊转速对此复合材料性能的影响.结果表明:通过合理选择工艺参数,可提高医用非织造敷料的性能指标.     

抽油杆用CF/VE拉挤复合材料在酸性介质中的老化行为研究

文中研究了碳纤维/乙烯基酯树脂（CF/VE）拉挤复合材料在65℃和95℃、质量分数为5％的H₂SO₄水溶液中的吸湿特性、以及材料的动态力学性能和静态力学性能的变化。结果表明,在5%H₂SO₄水溶液中,浸泡前期复合材料的吸湿与Fick扩散相似,但后期吸湿率略有下降;拉挤复合材料的力学损耗（tanδ）随浸泡时间的延长而增大,且温度越高影响越大;玻璃化转变温度（T_g）、储能模量（E′）以及弯曲强度和剪切强度随浸泡时间的延长而下降,且温度越高,下降幅度越大。     

甲壳质及其衍生物溶致液晶的研究进展

介绍了甲壳质及其衍生物形成液晶态的基本结构条件及制备液晶性甲壳质衍生物的一些主要的化学改性途径。讨论了结构因素对甲壳质衍生物液晶临界浓度的影响，甲壳质衍生物形成的主要液晶态织构，以及温度对甲壳质衍生物／二氯乙酸溶液的相变的影响。简述了甲壳质的成纤性和液晶纺丝。     

二氮化铂高压结构相变，弹性和热力学性质的第一性原理计算

运用密度泛函理论广义梯度近似方法计算了PtN2在莹石结构（C1）,黄铁矿结构（C2）,白铁矿结构（C18）,CoSb2结构,简单六角结构（SH）,简单四角结构（ST）和层状结构（LS）的结构参数,弹性性质,电子结构和热力学性质。计算了平衡态晶格参数,体模量 和它的一阶导数。计算得到人焓表明,最稳定的结构为C2结构,其他的为亚稳态结构。而在我们研究的压强范围内没有发生相变。C2结构的态密度表明它是一种具有1.5eV带隙的半导体。另外,我们还预测了杨氏模量,泊松比和各向异性因子。弹性常数,体模量,切变模量,横向声速和剪切声速随着压强的增大而单调增大。德拜温度,热膨胀系数和热容随压强增大而增大。