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。     

经编间隔织物增强聚氨酯基复合材料的压缩模型

通过将经编间隔织物与软质聚氨酯泡沫复合,制备出一种经编间隔织物增强聚氨酯基复合材料。在忽略材料面板对复合材料整体力学作用的前提下,着重对间隔丝的空间分布及受力情况进行分析,建立了基于文克尔弹性地基梁理论的复合材料压缩理论模型,进而得到理论压缩应力-应变曲线,并将其与试验得到的压缩应力-应变曲线进行对比,结果显示两者之间具有较高的吻合度。这说明本文所建立的压缩模型能较好地模拟经编间隔织物增强聚氨酯基复合材料实际的受力情况,可为实际工程应用提供理论指导。     

经编间隔织物增强聚氨酯基复合材料的压缩性能

将经编间隔织物与软质聚氨酯泡沫复合,制备了5种经编间隔织物增强聚氨酯基复合材料试样.对复合材料进行了平板压缩试验,探讨间隔丝针背横移数、间隔丝直径和织物厚度对复合材料压缩和能量吸收性能的影响.利用有限元分析方法和ANSYS软件建立了复合材料的单胞有限元模型,对其压缩性能进行了模拟,得到复合材料的应力云图和应力-压缩率曲线.有限元模拟结果与试验结果显示出较好的吻合度.     

空心玻璃微珠填充环氧树脂复合材料力学性能试验研究

在制备了不同配比改性空心玻璃微珠填充环氧树脂复合材料的基础上,对不同填充质量比的改性空心玻璃微珠(HGB)填充环氧树脂复合材料进行了准静态拉、压,简支冲击,应力松弛,动态力学行为等试验,得出了不同配比下材料的弹性模量、拉压强度、冲击韧度、应力松弛率、玻璃化转变温度等参数。试验发现,空心玻璃微珠的加入对材料的各项力学性能均产生了明显的改变。随玻璃微珠配比增加,材料的弹性模量、拉压强度大体上均呈现明显降低趋势;而冲击韧度、应力松弛率则有明显增强趋势;填充比为10%左右材料的耐热性最佳。以上研究发现对此类复合材料的研究和应用具有参考意义。     

经编间隔织物增强聚氨酯复合材料的制备及其吸声性能

将具有不同结构参数的经编间隔织物与聚氨酯泡沫材料复合,制备了7种经编间隔织物增强聚氨酯复合材料试样.利用驻波管对复合材料进行了吸声性能测试,探讨间隔丝垫纱方式、织物厚度和表面组织结构对复合材料声波吸收性能的影响.测试结果表明,复合材料具有优异的吸声特性,其吸声性能可以通过改变织物结构参数进行调整.     

浸泡腐蚀对HGB/EP复合材料力学性能的影响

在对复合材料的研究中,其吸水性及耐腐蚀性一直是研究的重点之一。本文通过常温和60℃吸水试验以及60℃酸、碱腐蚀试验,研究了空心玻璃微珠填充环氧树脂制成的复合材料(HGB/EP)的吸湿规律、温度对吸湿的影响以及材料在60℃下的腐蚀情况。通过研究不同配比的空心玻璃微珠(HGB)与环氧树脂制成的复合材料吸水量的大小,发现这种材料吸水量大小与微珠的填充率密切相关,不同填充比复合材料其微结构对吸水量影响甚大,且高温能提高吸湿速率和平衡吸湿量。在腐蚀试验中,发现该材料的耐酸性较差,测试后试件表现出软化现象。而酸的浓度越高,腐蚀越严重,经浸泡腐蚀的材料力学性能进一步下降。     

空心玻璃微珠填充环氧树脂的性能与结构研究

研究了空心玻璃微珠填充环氧树脂复合材料的密度、压缩强度及破坏形式,并利用SEM定性和定量地分析了微珠在树脂基体中的分散效果.结果表明,玻璃微珠的加入,能有效降低材料的密度,提高材料的比压缩强度,当空心玻璃微珠体积分数在55%左右时,材料的比压缩强度最大,玻璃微珠表面与树脂基体间界面粘结状况最好,此时玻璃微珠在树脂基体中均匀分散.     

高性能空心玻璃微珠制备技术与生产工艺2013年度执行报告

该课题在"十一五"承担任务的工作基础上,开展高性能空心玻璃微珠的工程化技术研究,以实现高性能空心玻璃微珠的批量生产,进而为固体浮力材料的国产化奠定坚实的物质基础。本课题2013年工作进展顺利,主要工作内容如下:(1)深化密度为(0.38±0.02)g/cm3的空心玻璃微珠的研制工作。通过比对试验,在压力为5500 psi时,T38的破损率为33.75%,VS5500的破损率为44.09%,课题所研制的密度为(0.38±0.02)g/cm3的空心玻璃微珠耐压性能优于3M公司同密度产品;(2)进行空心玻璃微珠表面改性探索性研究,为空心玻璃微珠/树脂体系的结合提供依据;(3)海山公司采用相关空心玻璃微珠样品,进行浮力材料制备,并根据实验结果进行工艺优化、配方调整等工作,并进行固体浮力材料性能测试,开展批量生产线规划工作;(4)进行固体浮力材料海上试验:其中,搭载"深海海洋仪器设备规范化海上试验"2013年度航次进行绞车吊放试验,并通过第三方独立检验,验证了课题研制的空心玻璃微珠制成的固体浮力材料样块吸水率性能达到课题任务书指标要求。同时进行了课题研制空心玻璃微珠与国外空心玻璃微珠制成的固体浮力材料的比对测试,试验结果表明两者吸水率性能相当。另外,通过潜标试验验证了课题研制的空心玻璃微珠制成的固体浮力材料样块水下长期吸水率性能达到课题任务书指标要求。     

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.     

剪切增稠液流变性能及其复合材料动态冲击压缩性能

制备二氧化硅质量分数为23%的二氧化硅/聚乙二醇剪切增稠液(STF),采用流变仪测试STF的稳态和动态流变性能.将STF与经编间隔织物(WKSF)复合后,测试其动态冲击压缩性能.研究结果表明,在低剪切速率作用下,STF出现剪切变稀现象,达到临界剪切速率后,出现增稠现象.在动态冲击压缩下,STF-经编间隔织物复合材料与纯经编间隔织物表现出不同的压缩性能,纯经编间隔织物在压缩过程中存在弹性阶段和压实阶段,STF-经编间隔织物复合材料则表现为均一弹性模量压缩.相比于纯经编间隔织物,STF-经编间隔织物复合材料变形较小,在相同形变时吸收的能量较多.     

空心玻璃微珠强度分析的数学模型

空心玻璃微珠是一种新型功能材料,在众多领域具有广阔应用前景.建立了2种空心玻璃微珠抗压强度的数学模型,并对该模型进行了单轴压缩的理论分析,为空心玻璃微珠的设计及研究提供了理论依据.     

医用护理垫用经编间隔织物的性能分析

针对传统医用护理垫海绵基材存在透气性差、回弹性不好等问题,选取厚度不同的3种经编间隔织物,分别测试其透气、透湿、吸水、缓压和回弹性能,并和海绵材料进行比较.结果表明,经编间隔织物比同等厚度的海绵材料具有更优的透气和透湿性能;产生相同的形变,经编间隔织物具有更好的支撑性能;且其弹性回复率下降指数远远低于海绵,经8次往复压缩之后弹性回复率仍能保持在88%以上,与海绵基材相比更耐久.因此,经编间隔织物较传统海绵更适合作为医用护理垫的主功能区基材.     

经编间隔织物粘弹性与隔冲性能关系研究

选用冲击防护常用的经编间隔织物作为试验材料,研究材料粘弹性与其隔冲性能的关系。搭建了阻尼测试平台以测定不同规格的经编间隔织物阻尼比、压缩弹性模量和不同冲击速度下的冲击剩余载荷。试验结果表明,经编间隔织物的粘性或弹性作为单项指标与隔冲性能不存在明确的关系,提出粘弹比可以表征材料粘弹性与隔冲性能关系,在一定实验范围内,合适的粘弹比可获得较好的隔冲性能。     

空心玻璃微珠填充聚合物合成深海高强浮力材料

以环氧树脂为基体材料,填充大量空心玻璃微珠制备密度低、强度高的固体浮力材料.通过研究不同的固化体系,筛选出最佳固化剂间苯二胺(MPD)、4,4'-二氨基二苯砜(DDS).对空心玻璃微珠进行表面改性处理,提高和聚合物的相容性,从而增加掺加量.通过系统优化试验,获得了密度0.61～0.75g·cm-3,压缩强度40～68.96MPa,且吸水率很低的深海安全浮力材料.     

玻璃微珠、橡胶粉末填充聚丙烯复合材料吸能特性

采用单轴压缩试验分别对空心玻璃微珠( HGB)和丁腈橡胶粉末( PNBR)填充的聚丙烯( PP)复合材料进行压缩性能和吸能特性研究,通过测定基于摆锤冲击试验的冲击韧性对材料的吸能能力进行验证,并采用扫描电子显微镜观察材料的微观形貌. 结果表明:空心玻璃微珠增加聚丙烯的刚度并降低延展性,粉末丁腈橡胶减小聚丙烯的刚度并提高延展性;吸收相同能量时,粉末丁腈橡胶/聚丙烯体系产生的应力响应最小;根据吸能效率,空心玻璃微珠/聚丙烯体系的设计应力应高于粉末丁腈橡胶/聚丙烯体系;理想吸能效率的最大值出现在相对平缓的屈服阶段;冲击试验结果证明空心玻璃微珠和粉末丁腈橡胶都能改善聚丙烯的吸能特性.     

高性能空心玻璃微珠对PP基复合材料性能的影响研究

高性能空心玻璃微珠(GB)填充PP基复合材料可降低PP基体的密度,实现轻量化。文章采用侧喂料的加工方式加入高性能空心玻璃微珠,研究PP基材的配比和GB质量分数对复合材料性能和微观结构的影响,并进行了样件试制。结果表明,随着GB质量分数的增加,复合材料的拉伸强度、弯曲模量和MFR降低;缺口冲击强度先增大后减少。PP原料中K8003的质量分数为20%、GB质量分数为10%时,复合材料的各项性能是最优的。玻璃微珠在侧喂料的加工方式下能够保持良好的球形结构和不破裂,实现轻量化12%。     

地组织结构及材料对多轴向经编增强复合材料拉伸性能的影响

多轴向经编增强复合材料是当今复合材料领域的新产品,由于其优异的力学性能深受各方面的关注。在原有研究的基础上，郑重对多轴向经编增强织物两种常用的地组织结构及两种常用的材料对复合材料性能的影响进行深入的感觉,得出了一些结论，为今后经编多轴向增强材料的应用及发展提供了一定的理论基础。     

混杂纤维格栅编织物混凝土梁弯曲强度试验

对碳/玻璃混杂纤维格栅织物增强混凝土复合材料进行三点弯曲试验,绘出了它们的典型荷载挠度曲线,实验结果表明,碳/玻璃混杂纤维格栅织物增强混凝土的效果是很明显的.最后展望了该材料在建筑结构中的发展前景.     

经编间隔织物/室温硫化硅橡胶柔性复合材料压缩性能

选用7种不同组织结构的经编间隔织物作为增强基体,填充混合有不同质量分数结构控制剂的改性室温硫化(RTV)硅橡胶,以制备耐压缩性能良好的且可用作缓冲鞋底(中底)的柔性复合材料,并对其柔软度及承载能力进行研究。采用平板、球面及鞋楦3种形式对纯织物与复合材料进行静态压缩测试,并采用半自动落锤式冲击装置测试其动态冲击性能。结果表明:结构控制剂质量分数越大,复合材料的柔软度越大,但抗压缩能力越小;复合材料在3种压缩形式下的压缩功率、滞后功率、压缩率指标均在0.01置信水平上相关性显著;纯织物的功损耗率明显低于复合材料,说明间隔织物填充硅橡胶后缓冲性能有所提高。     

微珠直径对回归反光织物性能的影响

分析了回归反光织物中玻璃微珠直径变化对单个微珠反光强度和回归反光织物反光性能及其他性能的影响,提出了织物微珠最大覆盖率的概念.结果表明,微珠直径增大时,反光织物的厚度和单位面积重量会增加,织物的反光强度会增强.