界面处理和冷却条件对玻璃纤维与聚丙烯界面结合的影响：Ⅱ. …

通过对玻璃纤维与聚丙烯界面剪切强度的测量，以及对其界面结晶形态的观测，发现界面产生横晶的充分条件是界面存在较强的相互作用和样品的缓慢冷却，提出了横晶形成机理，并推断横晶的形成会导致玻璃纤维与聚丙烯树脂界面结合强度的明显下降。用观测以的横晶与基体球晶的冲击线进一步证实了横晶形成机理。     

界面处理和冷却条件对玻璃纤维与聚丙烯界面结合的影响：Ⅰ. …

通过测定,得出马来酸酐改性聚丙烯（ＭＰＰ）是提高玻璃纤维与聚丙烯树脂界面剪切强度的关键因素,而偶联剂的变化对体系界面剪切强度的影响较少,用仪器分析证实了酸酐基因与玻璃纤维表面发生化学反应的实质,以及当界面存在改性聚丙烯时,应选择Ａ－１７４＾ＴＭ硅烷偶联剂处理增强聚丙烯的玻璃纤维,而不是传统的Ａ－１１００＾ＴＭ硅烷偶联剂。     

界面处理和冷却条件对玻璃纤维与聚丙烯界面结合的影响 I.不同界面处理对界面剪切强度的影响

通过测定,得出马来酸酐改性聚丙烯（ＭＰＰ）是提高玻璃纤维与聚丙烯树脂界面剪切强度的关键因素,而偶联剂的变化对体系界面剪切强度的影响较少,用仪器分析证实了酸酐基团与玻璃纤维表面发生化学反应的实质,以及当界面存在改性聚丙烯时,应选择Ａ－１７４ＴＭ硅烷偶联剂处理增强聚丙烯的玻璃纤维,而不是传统的Ａ－１１００ＴＭ硅烷偶联剂。     

接枝聚丙烯蜡对玻璃纤维增强聚丙烯界面作用

在聚丙烯蜡分子链中引入羧基官能团，并用其作为玻璃纤维增强聚丙烯的界面处理剂。通过改进的单丝临界长度法测定了四处偶联剂与上述聚丙烯蜡共同处理的玻璃纤维与聚丙烯的界面剪切强度，发现改性或者未改性的聚丙烯蜡的加入都会使增强体系界面剪切强度明显提高，分析其原因可能是未改性的聚丙烯蜡分子链上本身含有一定的极性基团。但是，偶联剂种类的变化对体系界面剪切强度的影响却很小。     

纳米SiO2修饰玻纤表面对玻纤/聚丙烯复合材料界面性能的影响

借助纳米颗粒的高比表面积特性,将纳米二氧化硅通过化学接枝方法修饰玻璃纤维表面,制备玻璃纤维/聚丙烯（PP）热塑复合材料。通过SEM表征纳米二氧化硅在玻璃纤维表面的分布形态,结果表明纳米颗粒在纤维表面分散良好;通过界面剪切强度测试（IFSS）和界面断裂韧性测试（G_ⅡC）表征复合材料界面的静态力学性能,结果显示材料的界面剪切强度与界面断裂韧性同时获得了较大的提升;动态热机械分析测试（DMA）的结果表明复合材料在动态测试下的综合界面结合性能均得到较大的提升。     

铜-聚丙烯复合膜界面结构及界面效应

采用真空蒸发镀膜方法将纯铜淀积在聚丙烯膜上（铜膜厚度约为1.3μm），用X射线衍射及透射电子显微镜研究筒-聚丙烯复合膜的界面结构及界面效应对拉伸屈服强度的影响．实验结果表明，铜-聚丙烯复合膜的屈服强度与聚丙烯膜结晶度、膜表面的洁净度和平滑度有关．同时对屈服强度变化的微观机制进行了讨论．     

纤维增强复合材料中横晶的研究进展

在以结晶性聚合物为基体树脂的纤维增强复合材料中,经常出现横晶界面相。本文对横晶的形成机理进行了描述并对横晶对复合材料界面力学性能的影响进行了探讨。     

相容剂对玻纤毡增强聚丙烯复合材料力学性能的影响

利用熔融浸渍法制备了玻纤毡增强聚丙烯复合材料,考查了相容剂马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)含量对玻纤毡增强聚丙烯复合材料力学性能的影响;并使用FTIR、DSC、POM对不同相容剂PP-g-MAH含量下玻纤毡增强聚丙烯复合材料的结晶特点进行了研究。结果表明:树脂基体中含有适量的PP-g-MAH时,玻纤毡增强聚丙烯复合材料强度增加的同时冲击韧性可以得到保持。通过对其基体结晶结构研究发现,适量的PP-g-MAH含量可促使玻纤表面产生适量界面横晶的同时也可使基体主体产生均匀的晶体结构,进而获得适宜的界面结合和基体韧性,平衡强度和韧性之间的矛盾。     

相容剂含量对玻纤毡增强聚丙烯复合材料力学性能的影响

利用熔融浸渍法制备了玻纤毡增强聚丙烯复合材料,考查了相容剂马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)含量对玻纤毡增强聚丙烯复合材料力学性能的影响;并使用FTIR、DSC、POM对不同相容剂PP-g-MAH含量下玻纤毡增强聚丙烯复合材料的结晶特点进行了研究。结果表明:树脂基体中含有适量的PP-g-MAH时,玻纤毡增强聚丙烯复合材料强度增加的同时冲击韧性可以得到保持。通过对其基体结晶结构研究发现,适量的PP-g-MAH含量可促使玻纤表面产生适量界面横晶的同时也可使基体主体产生均匀的晶体结构,进而获得适宜的界面结合和基体韧性,平衡强度和韧性之间的矛盾。     

长度单位对界面裂纹与界面下裂纹干涉的影响

研究了长度单位的选取对界面裂纹与界面下裂纹干涉的影响。对于一条在远场载荷作用下的界面裂纹及其附近的界面下裂纹,采用伪力法计算了不同长度单位时无量纲化的应力强度因子和能量释放率。研究结果表明：对于具有与长度单位有关的振荡性的物理量,无量纲化不能保证其与长度单位的选取无关;对于不具有任何振荡性的物理量,无量纲化可以保证其与任何物理单位的选取无关。     

空气等离子体炬改性连续玻纤束的工艺研究

玻璃纤维表面光滑且呈化学惰性，聚丙烯缺少极性官能团，导致玻璃纤维与聚丙烯之间的界面润湿性能较差。为了提升玻璃纤维增强聚丙烯（GFRP）复合材料的界面结合性能，设计并搭建了空气等离子体炬处理装置，通过该装置在连续玻璃纤维束表面沉积SiO_x纳米颗粒，并测定了改性玻璃纤维的润湿性能和GFRP复合材料的界面剪切强度；采用响应曲面法（RSM）分析了喷嘴与纤维间的距离、载气流量、处理时间对玻璃纤维润湿性能的影响，并对这些工艺参数进行了优化。结果表明：当处理距离为20 mm、载气流量为1.5 L/min、处理时间为6 s时，与对照组相比，改性后的玻璃纤维与聚丙烯的接触角降低了49.8%，GFRP复合材料的界面剪切强度提高了94.7%；载气流量对玻璃纤维润湿性能的影响程度最大，处理时间次之，处理距离的影响最小。优化后的工艺参数为：喷嘴与纤维间的距离为18 mm，载气流量为1.7 L/min，处理时间为7 s。在此工艺条件下制备了空气等离子体炬改性的玻璃纤维，实测的接触角（24.6°）与预测值（25.0°）之间的偏差仅为1.6%。     

空气等离子体炬改性连续玻纤束的工艺研究

玻璃纤维表面光滑且呈化学惰性，聚丙烯缺少极性官能团，导致玻璃纤维与聚丙烯之间的界面润湿性能较差。为了提升玻璃纤维增强聚丙烯（GFRP）复合材料的界面结合性能，设计并搭建了空气等离子体炬处理装置，通过该装置在连续玻璃纤维束表面沉积SiO_x纳米颗粒，并测定了改性玻璃纤维的润湿性能和GFRP复合材料的界面剪切强度；采用响应曲面法（RSM）分析了喷嘴与纤维间的距离、载气流量、处理时间对玻璃纤维润湿性能的影响，并对这些工艺参数进行了优化。结果表明：当处理距离为20 mm、载气流量为1.5 L/min、处理时间为6 s时，与对照组相比，改性后的玻璃纤维与聚丙烯的接触角降低了49.8%，GFRP复合材料的界面剪切强度提高了94.7%；载气流量对玻璃纤维润湿性能的影响程度最大，处理时间次之，处理距离的影响最小。优化后的工艺参数为：喷嘴与纤维间的距离为18 mm，载气流量为1.7 L/min，处理时间为7 s。在此工艺条件下制备了空气等离子体炬改性的玻璃纤维，实测的接触角（24.6°）与预测值（25.0°）之间的偏差仅为1.6%。     

玻璃纤维增强聚丙烯结晶动力学研究

通过DSC方法研究了玻璃纤维增强聚丙烯复合体系的结晶行为,探讨了体系等温及非等温结晶动力学,采用Mandelkern方法和Jeziorny方法对体系的非等温结晶动力学进行了处理。结果表明：玻璃纤维的引入改变了聚丙烯的结晶温度和结晶度,对聚丙烯的结晶有成核作用,短玻璃纤维的成核作用强于玻璃纤维毡;聚丙烯及玻璃纤维增强聚丙烯的等温结晶在相当大的结晶范围内符合Avrami方程;由Jeziorny方法得出的单位冷却速率非等温结晶能力参数Gc不随冷却速率的改变而变化,能较好地反映结晶过程,可用该方法材料结晶动力学进行计算。     

制备长玻纤增强聚丙烯复合材料的熔融浸渍过程分析

以玻璃纤维/聚丙烯为研究对象,建立热塑性熔融树脂浸渍纤维的理论模型,模型表征在实验过程中不同加工工艺条件、熔体黏度以及纤维结构对树脂完全浸渍纤维束所需时间的影响,同时探讨了相关机理。树脂浸渍纤维的程度通过所制试样的层间剪切强度来表征,并通过扫描电镜对预浸带界面进行研究,结果表明：纤维束在浸渍机头中的停留时间、浸渍机头的温度、纤维束展宽以及选择不同的树脂基体,均将影响树脂与纤维两相间的界面结合,并最终影响材料的力学性能;树脂基体中添加相容剂马来酸酐接枝聚丙烯（PP-g-MAH）在玻璃纤维和树脂基体两相间能够起到交联作用,明显提高两相间的界面结合强度,使得复合材料的力学性能优于未添加PP-g-MAH的试样,但在基体中添加过多的PP-g-MAH,试样的力学性能则表现出下降的趋势。     

电纺等规聚丙烯纤维诱导同质基体结晶

利用静电纺丝技术得到较细的等规聚丙烯(iPP)纤维,然后将电纺纤维引入到处于过冷态的iPP基体中制备了均质复合体系.重点研究了电纺iPP纤维诱导成核能力.由于纤维和基体同质,所以它们具有完美的晶格匹配及良好的表面润湿性,使电纺iPP纤维有很强的诱导成核能力,且在160℃引入纤维时,界面主要形成α横晶.通过将所制得的复合体系在160℃松弛一段的时间,α横晶再次出现,表明横晶的形成与纤维引入时产生的剪切作用无关.将复合体系熔融再结晶时观察到有"记忆效应"产生,即在原生成横晶的部分区域仍生成横晶,其晶型与最初形成的横晶一致.     

钇化合物对聚丙烯／空心玻璃微珠复合材料性能的影响

采用化学沉积法以六水硝酸钇对空心玻璃微珠的表面进行改性,利用力学性能测试仪、流变仪、差热扫描量热仪、X射线衍射仪等设备评估了该稀土化合物对聚丙烯／空心玻璃微珠复合材料的力学强度、流变性能、结晶性能和晶型结构的影响．实验结果表明：硝酸钇能明显改善复合材料的界面相容性,随着改性液中六水硝酸钇浓度的增加,复合材料的力学强度呈现先增加后降低的趋势,最佳质量分数为0．5％;同时,当复合材料中空心玻璃微珠的填充量为20％时,与空心玻璃微珠未改性相比,改性后复合材料的拉仲强度、冲击强度和结晶温度分别提高了38．5％、33．8％和4．2℃;此外,该改性剂具有成核作用,可促进聚丙烯β型晶的形成．     

高强混凝土湿扩散与火灾爆裂关系研究

从爆裂机理研究出发，针对高强砂浆等试件，利用明火加热炉，开展了一系列试验．发现爆裂与很多因素有关，例如随温度的升高和时间的延长，爆裂加剧；硅灰掺合料会使爆裂更易发生；而聚丙烯(PP)纤维的加入可以抑制爆裂的发生，降低爆裂程度．试验用PCK方法测试了胶砂试件的吸水性，并探讨了吸水性和试件爆裂的关系，结果表明吸水性好的掺有聚丙烯纤维的试件不易爆裂．