壳聚糖/羟基磷灰石复合骨修复材料的制备及细胞相容性初步研究

采用原位沉析法以壳聚糖(CS)为基体,乙酸钙及磷酸作为钙磷源制备壳聚糖/羟基磷灰石(CS/HA)复合棒材,并用三聚磷酸钠(TPP)-磷酸钠(TSP)混合溶液进行交联.通过燃烧试验、FTIR、XRD、TEM和弯曲强度测试对材料进行理化表征,MTT法检测材料的细胞相容性.燃烧试验结果表明,无机成分均匀分散于CS中,FTIR、XRD和TEM测试结果证实原位生成HA.经弯曲强度测试,复合材料弯曲强度达133 MPa,弯曲模量6.8 GPa.MTT实验结果表明,材料可以促进成骨细胞增殖,具有良好的细胞相容性.所制得的CS/HA 复合棒材力学性能得到很大提高,并且具有良好的细胞相容性,有望作为一种新型的骨折内固定材料.     

冷结晶对杨木纤维/聚乳酸复合材料性能的影响

采用杨木纤维与聚乳酸(PLA)粉末共混压制成一种新型生物质复合材料,以不同升温方式对纯PLA板材及其复合材料进行冷结晶,并通过示差扫描量热仪(DSC)、偏光显微镜(POM)、扫描电子显微镜(SEM)和万能力学试验机等对其进行测试和表征。结果表明:通过冷结晶方法,纯PLA板材和复合材料的结晶度分别由6%和18.3%提高到50%左右,两者的密度和冲击强度没有发生明显变化; 但是复合材料弯曲强度和模量分别下降了约30%和16%,纯PLA板的弯曲强度也有一定程度的下降。通过SEM对复合材料微观结构进行表征,发现力学强度的下降是由于结晶后的PLA基体与木纤维之间的界面相容性变差造成的。通过POM观察冷结晶过程,发现纯PLA板及其复合材料形成大量的微小晶体,导致两者的透明性下降,因此,调控晶体结晶度有望成为改变PLA材料透明性能的新方法。     

经编间隔织物/空心玻璃微珠增强环氧树脂基复合材料的弯曲性能

通过将经编间隔织物、空心玻璃微珠增强体与环氧树脂基体单独以及共同复合,制成了3种新型环氧树脂基复合材料.对3种复合材料进行了三点弯曲试验,通过试验获得材料的弯曲强度和弯曲模量,以及对样品断面的破坏形貌分析,发现3种材料的弯曲及比弯曲性能均优于纯环氧树脂,而由经编间隔织物以及空心玻璃微珠二者共同增强的新型三相环氧树脂基复合材料具有最好的弯曲及比弯曲性能.     

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%.     

碳纳米管增强环氧树脂基复合材料的制备及其力学性能

通过对多壁碳纳米管进行表面处理,用超声分散和模具浇注成型法制备了碳纳米管/环氧树脂纳米复合材料。研究了碳纳米管含量和表面处理对碳纳米管/环氧树脂复合材料力学性能和断面形貌的影响,分析了碳纳米管对环氧树脂的增强机理。结果表明,随着碳纳米管含量的增加,碳纳米管/环氧树脂复合材料的拉伸强度和弯曲强度及模量先增加后减小;当碳纳米管的质量分数为0.5%时,复合材料的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量分别达到最大值69.8MPa、136.9MPa和3.72GPa,比纯环氧树脂提高了33.9%、29.3%和4.8%;当碳纳米管的质量分数为1.5%时,拉伸模量达到最大值2050.5MPa,比纯环氧树脂提高了7.3%。     

碳纤维增强PBT/SEBS复合材料的热力学性能

以碳纤维(CF)为增强体,以聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)/氢化聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SEBS)为复合基体,制备了一系列不同CF质量分数的PBT/SEBS/CF复合材料.研究了CF质量分数对复合材料体系力学、热学以及加工性能的影响.结果表明:CF可以均匀地分散在PBT/SEBS复合基体中,而没有团聚现象发生;随着CF质量分数的提高,复合体系的熔体黏度、储能模量、拉伸强度与模量、弯曲强度与模量、热稳定性均有不同程度的提高,而冲击强度则有一定程度的下降.     

苎麻纤维布增强UP树脂复合材料的物理力学性能

以不饱和聚酯树脂(UP树脂)为基体,以苎麻纤维布作增强材料,采用接触成型法制备复合材料,研究了苎麻布增强UP树脂复合材料的密度、线收缩率、吸水膨胀率等物理性能及弯曲强度、弯曲模量、冲击强度等力学性能,并利用STA、TG等技术对复合材料及纯UP树脂浇注体进行热分析,利用扫描电子显微镜研究复合材料的断裂界面.结果表明:复合材料具有比UP树脂浇注体更大的密度和吸水膨胀率,更强的力学性能,以及更好的耐热性,而其收缩率却比UP树脂浇注体的值低.     

氯氧镁凝胶/砂增强复合材料弯曲性能的研究

研究了氯氧镁凝胶/砂增强复合材料配方各组分对弯曲性能的影响.实验结果表明,随着砂料含量的增加,材料的弯曲强度和弯曲模量也相应增加;粒径小的砂料具有更好的增强效果,也能使材料的弯曲性能提高;对于砂料含量为60%的复合材料,其弯曲强度提高了40.1%,而其弯曲模量则提高了132.1%.     

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.     

凝胶纺壳聚糖分散碳纳米管/聚丙烯腈纤维的研究

多壁碳纳米管(MWNTs)通过壳聚糖衍生物处理后与超高分子量聚丙烯腈进行复合,将得到的复合材料通过凝胶纺丝法制备出不同复合比例的MWNTs/聚丙烯腈纤维.将不同纺丝方法以及不同比例MWNTs对拉伸强度、模量、取向度、结晶结构的影响进行比较研究,同时通过电镜观察MWNTs的分散状况.结果表明:相比于湿法纺丝,通过凝胶纺丝法制备的复合纤维,MWNTs取向更好,分散更为均匀,纤维拉伸强度、模量都得到显著提高.对比未加MWNTs的对照样,在这个体系中加入质量分数为0.5%的MWNTs复合时,拉伸强度提高37%,弹性模量提高11.68%,并且声速取向度维持在相当高的水平(92.5%).     

植物纤维与聚乳酸制备生物质复合材料的研究

本文研究了以植物纤维与聚乳酸为原料制备生物质复合材料的工艺,探讨不同加工方式、纤维种类和添加量对植物纤维/聚乳酸复合材料拉伸性能及透湿性的影响,并利用扫描电镜对复合材料进行表征。研究结果表明:复合材料采用熔融挤出加工方式比物理混合的性能好,而蔗渣纤维作为填料是较好的选择;同时,当植物纤维添加量低于20%时,随着添加量的增加,材料的拉伸强度和断裂伸长率随之下降。     

Mechanical and Thermal Properties of Apocynum and Ramie Fiber Mat Reinforced Polylactic Acid Composites

With the increasing awareness of environmental protection and rational utilization of resources, natural fiber reinforced composites have shown broad development prospects. Apocynum fiber, known as the "king of wild fiber", not only has moisture absorption, air permeability, and good mechanical properties but also has many health-related advantages such as antibacterial properties. In this study, four types of needle-punched Apocynum fiber and ramie fiber mat reinforced polylactic acid(PLA) composites were fabricated. Mechanical and thermal properties of the composites were tested and analyzed. The results showed that compared with those of the ramie fiber finish needle-punched mat reinforced composites, the tensile strength and the tensile modulus of Apocynum fiber finish needle-punched mat reinforced composites had increased by 15.3% and 60.1%, respectively. In comparison, the bending strength and the bending modulus were decreased by 21.8% and 7.6%, respectively. Moreover, compared with the Apocynum fiber finish needled-punched mat reinforced composites and the ramie fiber finish needle-punched mat reinforced composites, the Apocynum 50/ramie 50 finish needle-punched mat reinforced composites had the best tensile and bending properties. The after-fracture morphology was detected by a scanning electron microscope(SEM). The thermal properties of the composites were also characterized. It was found that the thermal properties of the four types of composites showed very similar behaviors.     

短碳纤维增强尼龙6复合材料的制备与研究

碳纤维复合材料是通过双螺杆反应挤出机复合制备,研究了复合材料的微结构和力学性能,碳纤维的扫描电镜照片显示,处理后的碳纤维较未处理碳纤维有更好的表面粗糙度。复合材料断面照片显示处理后的碳纤维和基体尼龙6材料有着很好的界面结合。复合材料的力学性能得到提高,其拉伸强度和拉伸模量分别提高了33%和50%。     

原位生长碳纳米管增强SiCf/SiC复合材料的力学性能简

碳化硅纤维增强碳化硅复合材料（SiCf/SiC）是航空航天和聚变能源等高技术领域理想的高温结构材料,改善纤维与基体的界面结合是提高其力学性能的关键。本文采用化学气相沉积法在纤维表面原位生长碳纳米管,以达到改善纤维与基体的结合同时对复合材料进行二次增强的目的。结果表明,采用碳纳米管增强的SiCf/SiC复合材料的力学性能有不同程度的提高,特别是当碳纳米管的体积分数为5．31％时,复合材料的断裂韧性提高106．3％。纤维表面的碳纳米管层与纤维结合较弱,能够促进纤维的拔出,从而促进复合材料断裂韧性的提高;另外,碳纳米管的拔出对复合断裂韧性的提高也有一定的促进作用。     

芳香型聚胺醚及其连续玻纤增强复合材料的性能研究

以双酚A二缩水甘油醚（DGEBA）和对甲氧基苯胺为单体制备了芳香型聚胺醚,并通过原位聚合的方法制备了连续玻纤增强热塑性聚胺醚（GF/PHAE）复合材料。研究了DGEBA/对甲氧基苯胺体系的反应特性、动态黏度、熔体流动速率（MFR）、耐热性及聚胺醚浇注体和GF/PHAE复合材料的力学性能,采用红外光谱法（FT-IR）对聚胺醚进行了结构分析,并借助SEM分析了GF/PHAE复合材料的断面形貌。研究结果表明：DGEBA/对甲氧基苯胺体系在25 ℃下放置85 min后黏度为2100 mPa•s,黏度较低有利于纤维的浸润;聚胺醚为可熔融的热塑性聚合物,反应时间5 h、反应温度140 ℃下制备的聚胺醚熔融指数较低为1.4 g/10min;聚胺醚的玻璃化转变温度（Tg）为86.7 ℃,起始分解温度为310.2 ℃;聚胺醚浇注体的弯曲强度126.9 MPa,弯曲模量10.2 GPa;当玻纤体积分数为59.3%时,GF/PHAE复合材料弯曲强度1327.2 MPa,弯曲模量21.8 GPa,层间剪切强度86.2 MPa;SEM断面分析表明聚胺醚对玻璃纤维具有良好的界面黏接。     

原位聚合法制备长纤增强热塑性BMC及其性能研究

采用原位聚合工艺制备长纤维增强ABS树脂BMC，并模压成ABS复合材料板材。研究了玻纤质量分数、长度，填料质量分数，引发剂质量分数，橡胶种类以及质量分数时长纤增强ABS复合材料性能的影响。结果表明，原位聚合法制备的长纤增强ABS复合材料具有良好的浸润性及优良的力学性能。     

钨丝/锆基非晶合金复合材料的动态力学特性

研究不同体积分数的W丝／Zr基非晶合金复合材料的应力—应变响应和动态断裂特征以及断口形貌．利用Hopkinson压杆冲击加载装置和扫描电子显微镜(SEM)以及X射线衍射(XRD)，对圆柱形复合材料试样进行了相关研究．研究结果表明：Zr基非晶合金复合材料具有很高的动态压缩强度，随着W丝体积分数的增加，材料的动态压缩强度也增加，当W丝体积分数达到60％时，复合材料动态压缩强度达到2650MPa；断裂表面呈现剪切与W丝劈裂、屈曲混合破坏模式；Zr基非晶体在动态压缩条件下出现了显著的热软化和熔化特征．     

热型连铸工艺制备Cu—Cr合金的研究

用热型连铸工艺制备的Cu-Cr合金丝具有纤维链状自生复合的显微结构。即定向凝固后Cu—Cr合金中Cr主要分布在胞（枝）状Cu晶体之间,在整体上沿着凝固方向呈纤维链状排列,形成基体相与增强相均匀相间生长的自生复合组织;从Cu—Cr合金拉伸断裂两端形貌看,断口组织细化并出现大量的韧窝,是典型的韧性断口．     

纤维方位角对玻纤复合材料破坏机理的影响研究

利用扫描电子显微镜（SEM）对不同纤维方位角的玻纤增强树脂复合材料（GFRP）在单拉载荷下的破坏过程进行了实时观测．在桥联模型基础上，将纤维剪应力和基体正应力定义为界面的应力状态，对概化的GFRP材料单元进行了定量分析，得到了单拉载荷下纤维体积分数为27．5％的单元起裂时的应力状态，并通过最大应力强度准则确定了导致起裂的应力分量．综合SEM图片中裂纹形态和断口形貌，分析了不同纤维方位角的GFRP材料裂纹萌生和裂纹扩展的机理．分析结果表明，随着纤维方位角增大，导致GFRP材料裂纹萌生的应力分量由基体最大主应力演化为界面剪应力；裂纹扩展路径由最大主应力控制的基体开裂演化为最大剪应力控制的界面开裂．     

SiCp/Al MMCs等离子弧原位焊接接头组织与性能

通过填充Ti,N元素对SiCp／Al基复合材料（SiCp／Al MMCs）进行等离子弧原位焊接,分析了焊缝的组织和力学性能．以氩、氮混合气体为离子气,0．8mm厚钛片作为原位合金化材料进行原位焊接,不仅抑制了脆性相的形成,而且在焊缝中形成了TiN,TiC等新的增强相,保证了焊接接头的性能．力学性能试验结果表明,不加填充材料焊接时,试样拉伸强度仅为母材强度的31．24％;进行原位焊接时,试样强度达到母材强度的50．89％．断口主要表现为混合型脆性断口．