聚丙烯纤维增强磷石膏复合材料力学性能研究

利用纤维增强原理对工业废弃磷石膏进行改性,提高其材料力学性能,促进废弃磷石膏的资源化利用。通过在磷石膏基体中掺入长度为3 mm和6 mm的聚丙烯纤维,共制作了78个立方体试件进行压缩试验,研究纤维掺量对磷石膏复合材料力学性能的影响。研究结果表明:聚丙烯纤维可提高磷石膏的延性,复合材料的抗压强度和弹性模量先随纤维掺量的增大而增大,超过一定值后,将随纤维掺量的增加而减小。对于3 mm长的聚丙烯纤维,掺量为2.5%时,其抗压强度达到最大值4.64 MPa,比未掺加纤维的抗压强度3.70 MPa增加25%,弹性模量达到最大值3498 MPa,比未掺纤维的弹性模量2078 MPa增加了68%;对于6 mm长的聚丙烯纤维,掺量为1.5%时,其抗压强度达到最大值4.51 MPa,比未掺加纤维的抗压强度3.70 MPa增加22%,弹性模量达到最大值3413 MPa,比未掺纤维的弹性模量2078 MPa增加了64%。     

紫外线对玻璃纤维增强复合材料力学性能的老化研究

采用扫描电镜(SEM)、差式扫描量热仪和力学测试方法,研究了紫外线对玻璃纤维增强复合材料力学性能的影响.研究表明,随着紫外线辐射时间的延长,试样的拉伸强度和冲击载荷峰值总体上呈先上升后下降趋势,但冲击性能对紫外线的敏感程度要远低于拉伸性能.通过试样的Tg变化可以证明,短期紫外线辐射会引起试样的后固化,造成Tg及力学性能的上升;而长时间的光老化降解作用会导致大分子链断裂,造成Tg和力学性能的下降.     

聚乙烯纤维增强磷石膏试件力学性能试验研究

本试验在磷石膏基体中掺入长度为3 mm的聚乙烯纤维,根据7组不同聚乙烯纤维掺量的磷石膏配合比,制作了42个100 mm×100 mm×100 mm立方体试件,对试件进行压缩试验。试验结果表明:聚乙烯增强磷石膏复合材料的破坏形态主要为劈裂破坏、X形破坏和局部破坏三种;聚乙烯纤维的掺入,可有效控制裂缝的扩展,可提高材料的强度和延性,防止脆性破坏。复合材料的抗压强度随着纤维掺量的增加,先增大,后减小;当纤维掺量在1.5%左右时,获得最大强度(约5.10 MPa),相比于未掺纤维磷石膏强度(约3.51 MPa),抗压强度提高了45.3%。通过分析应力-应变曲线,并结合东华应变测试系统,得到纤维掺量为0%和1.5%时试件的弹性模量,分别为1739.01 MPa和2700.07 MPa,可为实际工程提供参考。     

维尼纶纤维增强石膏基复合材料力学性能研究

研究了石膏基复合材料的结构、耐水机理和物理力学性能.结合弯曲载荷变形曲线,分析了维尼纶纤维增强石膏基复合材料的断裂机理;利用扫描电子显微镜,分析了复合材料界面性能.结果表明:石膏基复合材料实现了单一的结晶到晶胶共生的结构转变,材料的强度和耐水性得到改善;维尼纶纤维能提高复合材料的抗折强度、断裂能、断裂韧性和冲击韧度;维尼纶纤维增强石膏基复合材料断裂过程可分为3个阶段:基体断裂、纤维脱粘和纤维拔出;纤维和基体间界面结合强度较弱.     

玻璃纤维和石墨增强PTFE复合材料的力学性能

通过机械混合、冷压和烧结成型制备了不同质量分数(5%～30%)的玻纤和石墨填充聚四氟乙烯(PTFE)复合材料.测试了不同样品的拉伸、冲击和硬度等力学性能,利用扫描电镜对冲击断面形貌进行观察.结果表明:加入玻纤后,拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度迅速下降,弹性模量增加,材料呈脆性;材料硬度随玻纤加入量增加而增加,随软质石墨的加入量增加而减小;玻纤改性处理,会提高复合材料硬度;石墨对材料冲击韧性影响较小,少量加入时对拉伸强度影响也较小;质量分数10%的石墨和20%的玻纤填充增强PTFE复合材料的综合力学性能较好.     

聚丙烯单丝增强石膏基复合材料力学性能的研究

采用较粗的聚丙烯(PP)单丝作为石膏材料的增强材料,通过抗折和抗压实验研究了单丝长度、掺量对PP单丝/石膏复合材料抗折和抗压强度的影响.抗折实验结果表明:PP单丝的掺入有利于提高复合材料的抗折强度,当掺量小于1%时,复合材料抗折强度随掺量增加而变大,当掺量为2%时复合材料抗折强度呈下降趋势;掺量相同的情况下,单丝长度越长增强效果越好,15 mm的PP单丝掺量为1%的试样抗折强度最高较空白样提高了26%;折断后试样断口中PP单丝呈拔出状,表明PP单丝与石膏材料的结合较弱.抗压实验结果表明:PP单丝的掺入降低了复合材料的抗压强度,抗压强度随掺入量增加而减小,15 mm的PP单丝掺量为2%的试样抗压强度最小较空白样减少了9.6%.     

树脂含量对玻璃纤维增强环氧树脂复合材料力学性能的影响

采用真空袋压手糊成型工艺制作不同树脂含量的复合材料样板,测试其力学性能。结果表明,随着树脂含量的变化,玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的拉伸强度和模量均先逐渐增加,当树脂含量在28%,~32%,时,强度和模量均趋于稳定,后随着树脂含量的上升,强度和模量均有下降,剪切性能也呈现上升趋势。     

高温后玄武岩和玻璃纤维增强 复合材料筋的力学性能

采用MTS万能试验机对不同温度处理后的玄武岩纤维增强复合材料(BFRP)筋和玻璃纤维增强复合材料(GFRP)筋的拉伸和剪切性能进行测试,研究了高温对BFRP筋和GFRP筋力学性能和破坏模式的影响.利用Weibull模型对不同温度处理后BFRP筋和GFRP筋的拉伸强度进行统计分析,采用热重分析仪定量化阐明BFRP筋和GFRP筋的热分解机制.结果表明:高温会导致BFRP筋和GFRP筋发生明显的颜色和形貌变化;BFRP筋和GFRP筋的拉伸强度、极限应变、韧性和剪切强度均随着温度的升高而呈先上升后下降的趋势,而弹性模量变化不明显.与相同温度处理后的GFRP筋相比,BFRP筋的拉伸性能较差,剪切性能较好;BFRP筋和GFRP筋的热分解特性解释了其高温后力学性能的退化机理.     

玻璃纤维增强环氧树脂单向复合材料的研究

采用连续玻璃纤维与环氧树脂相复合,通过单向缠绕成型工艺,制备出具有良好力学性能的单向复合材料板．研究了复合材料的成型工艺及配方组成对单向复合材料力学性能的影响,结果表明：采用成型工艺方法和配方组成的复合材料的拉伸强度为１１４ＧＰａ、弯曲强度为２７８ＭＰａ、冲击强度为３４７ＭＰａ;同时利用扫描电镜对复合材料的界面进行了分析．     

海洋环境玻璃纤维增强复合材料自然老化试验

采用海水浸泡-阳光暴晒循环老化的方法来模拟海洋环境中复合材料的实际工作环境,分别评价手糊和真空成型两种玻璃纤维复合材料在海洋环境中的耐久性.通过对老化前后复合材料的质量变化、轴向拉伸强度和面内剪切强度的分析,研究玻璃纤维增强复合材料的老化规律.结果表明:经过湖北武汉和海南三亚70d的自然循环老化,增质量率随时间的增加而增加,干燥试件强度大于湿态试件剩余强度,武汉试件老化剩余强度大于三亚试件剩余强度,手糊和真空成型2种工艺的玻璃纤维增强复合材料表现出不同的老化规律和失效类型.     

长玻璃纤维增强PET复合材料界面的研究

为促进PET在玻璃纤维表面的接枝反应，将长玻璃纤维增强PET热塑性复合材料的预浸料进行热处理，用短粱三点弯曲测定了长玻纤增强PET复合材料的层间剪切强度，采用红外光谱分析、扫描电镜、裂解气相色谱质谱联用等手段对增强纤维表面的化学结构进行了分析。结果表明经过热处理可以提高复合材料的界面粘合强度，而此良好的界面粘合强度源于PET分子链在玻璃纤维表面的接枝反应。     

玻璃纤维增强热塑性树脂基复合材料抗菌性研究

采用添加羟基喹啉铝抗菌剂和载银纳米TiO_2抗菌剂的方法提升玻璃纤维增强尼龙66材料抗菌性能,并测试其对材料力学性能的影响。研究结果发现:羟基喹啉铝抗菌剂的加入显著提高了材料抗菌性能,当抗菌剂质量浓度为1%时,材料的抗菌效果最佳,在以大肠杆菌为菌种的抑菌环实验中,抑菌环最大达到20mm,材料弯曲强度上升18%、抗拉强度下降14.3%;添加载银纳米TiO_2抗菌剂质量浓度为2%时,其抗菌效果最佳,对于金黄色葡萄球菌的抗菌率达到92.7%,材料的硬度降低13.3%、抗拉强度下降12.7%、抗冲击强度下降20%、弯曲强度下降13.4%。     

单向玻璃纤维增强复合材料动态拉伸力学特性研究

为了获得抗爆容器用玻璃纤维增强复合材料在其主承力方向的动态拉伸力学特性,利用Hopkinson拉杆研究了单向玻璃纤维增强复合材料在400~2000 s^-1应变率范围内的动态拉伸特性,并根据实验结果建立了其动态拉伸的一维本构关系. 结果表明:单向玻璃纤维增强复合材料沿纤维方向的动态强度和断裂应变随应变率的增大而提高,具有明显的应变率效应.     

玻璃纤维增强水泥复合材料的机理分析

对玻璃纤维增强水泥复合材料的机理进行了分析，应用复合材料的混合律法则说明纤维掺入后的性能，根据水泥水化后对玻璃纤维的腐蚀影响分析了脆化机理以及采取的几种对策。     

聚酰胺12/玻璃纤维复合材料选区激光烧结力学性能研究

基于选区激光烧结工艺(SLS),研究玻璃纤维(GF)含量变化对聚酰胺12(PA12)/GF复合材料制件力学性能的影响。首先制备具有不同GF质量分数(10%～30%)的PA12/GF复合材料试样,然后,基于力学性能测试和微观组织表征,系统分析GF质量分数对烧结件力学性能与界面微观特征的影响规律。研究结果表明：在相同工艺参数条件下(扫描速度为5 000 mm/s、激光功率为37.7 W、扫描间距为0.12 mm),随着GF质量分数增加,弯曲强度不断增大,拉伸强度先增加再减少,而冲击韧性却呈现单调递减的趋势。GF质量分数为10%的烧结制件综合力学性能最优,其拉伸强度和弯曲强度分别为48.65 MPa和53.54 MPa,相比于纯PA12分别提高了2.6%和12.0%,而冲击韧性则略有下降,为64.01 kJ/m²;当GF质量分数较高时,纤维拔出成为PA12/GF界面破坏的主要机制,该机制会导致冲击韧性的降低,这一点与力学性能冲击韧性测试结果相符;GF质量分数为10%时有助于提升材料结晶度,使得烧结试样在既保留聚酰胺基体相优势的条件下,又拥有GF增强相的特点,同时,发挥聚...     

玻璃纤维的含量对复合材料的力学性能影响及表征研究

为研究不同质量分数的玻璃纤维对增强聚丙烯复合材料力学性能的影响,选择直径为10μm的玻璃纤维制备复合材料小样.测试在不同质量分数时材料的拉伸强度、弯曲弹性模量等力学性能,并应用扫描电镜(SEM)对其微结构进行表征.结果表明:玻璃纤维质量分数对复合材料的取向分布有很大影响,随着玻璃纤维质量分数增加,拉伸强度增大,但弯曲弹性模量、弯曲强度变化不明显,此外,随着质量分数的增加,复合材料的脆性变大;SEM分析表明复合材料中玻璃纤维有一定的取向且分布相对均匀,玻璃纤维和复合材料基体结合良好.     

玻璃纤维增强树脂磨具复合材料的制备及性能研究

通过添加适量的玻璃纤维制备树脂磨具,研究了玻璃纤维添加量对树脂磨具复合材料性能的影响.结果表明,利用适量的玻璃纤维取代氧化物填料,可以明显地改善树脂磨具的力学性能.与未添加玻璃纤维的树脂磨具复合材料相比,玻璃纤维增强树脂模具复合材料的最佳弯曲强度和洛氏硬度值分别提高128.9%和143.1%.     

玻璃纤维增强树脂基复合材料厚板钻削试验研究

使用HSS及硬质合金钻头钻削加工GFRP厚板,并利用正交试验分析方法,采用不同的钻削参数对高强玻璃纤维复合材料厚板进行钻削实验,得出了适宜的切削参数.最后,利用正交回归原理建立了轴向力经验公式,预测轴向力随切削参数的变化趋势.     

短玻璃纤维增强ABS复合材料性能的研制

以ABS树脂为主要原料,用短玻璃纤维对其进行增强改性.基于前面对挤出工艺条件对短玻璃纤维增强ABS复合材料力学性能及流动性能的研究,本文选择挤出温度为 225℃,螺杆转速为 60r/min;实验从配方研究入手,着重探讨了玻璃纤维含量的不同,对复合材料的力学性能、流动性能以及耐热性的影响.结果表明:随着玻璃纤维含量的增多,复合材料的拉伸强度、耐热性提高;缺口悬臂梁冲击强度、无缺口简支梁冲击强度、熔体流动速率降低和断裂伸长率下降.     

混凝土灌芯玻璃纤维增强石膏墙板的简化计算

利用多垂直杆元模型建立了混凝土灌芯玻璃纤维增强石膏墙板的计算模型,给出了垂直杆单元和剪切单元荷载-位移骨架曲线的计算方法.利用该模型对满灌混凝土石膏墙板和隔孔灌混凝土石膏墙板试验结果进行了分析,计算曲线和试验曲线比较一致,表明该模型不仅力学概念清晰,计算简单,而且具有较好的计算精度,便于在整体结构的计算中使用.