航空碳纤维树脂基复合材料的发展现状和趋势

 综述了高韧性树脂基复合材料、液体成型树脂基复合材料和耐高温聚酰亚胺树脂基复合材料的材料、工艺及应用技术现状,结合航空碳纤维树脂基复合材料发展现状,分析了航空树脂基复合材料的发展趋势。     

高耐热环氧树脂杂化体系研究

线性异氰酸根封端的聚氨酯酰亚胺(PUI)结合了聚氨酯和聚酰亚胺的优点,由聚氨酯预聚物和均苯四甲酸二酐直接合成.将笼型倍半硅氧烷(POSS)和PUI一同加入到环氧树脂(EP)中制备了一系列EP/PUI/POSS有机-无机纳米复合材料,以提高材料的耐热性和强度.使用TGA、DMA等方法对材料进行了研究,结果表明其热稳定性和力学性能都有显著提高.     

二氨基二苯醚型聚酰亚胺材料阻尼性能及研究进展

有机高分子材料聚酰亚胺是耐高温的航空航天材料,且其隔热性可保护不耐高温的材料在高温环境下不被破坏,其应用已成为航空航天新复合材料领域的研究热点。综述了近年来不同结构聚酰亚胺（PI）的动态力学性能的研究进展,重点介绍了含二氨基二苯醚（ODA）结构的聚酰亚胺,指出并说明了聚酰亚胺作为阻尼材料应用的可能性。     

石墨烯及其衍生物改性聚酰亚胺的研究进展

聚酰亚胺(polyimide,PI)具有优异的热稳定性、机械性能、电学性能和化学稳定性。石墨烯(Graphene,G)具有优良的物理和化学特性,是一种良好的复合材料的增强材料。将石墨烯及其衍生物纳米片填充到聚酰亚胺材料中,制备复合材料,能很大程度提升聚酰亚胺复合材料的性能(力学、热力学、电学等性能),以满足随着高新科技的发展带来产品制造对材料性能的要求。综述了近年来国内外有关石墨烯及其衍生物改性聚酰亚胺制备复合材料的研究进展,重点阐述了石墨烯的制备及改性方法、复合材料的制备方法及性能,最后对复合材料的发展趋势和应用前景进行了展望。     

纤维增强树脂基复合材料在土木基础设施领域中的应用

纤维增强树脂基复合材料作为一种高性能结构材料在基础设施领域逐步得到关注和应用,国内外相关学者开展了大量的研究与实践应用。本文对纤维增强树脂基复合材料的组成、主要特点以及成型工艺进行简单介绍,对纤维增强树脂基复合材料分别在建筑、桥梁、道面、防撞以及地下等土木基础设施领域中的研究及应用进行介绍与探讨。基于纤维增强树脂基复合材料已经显示的优势,对其发展趋势进行阐述:海工复合材料、复合材料漂浮式光伏支撑结构、智能复合材料以及复合材料和传统钢、混凝土材料的组合结构等均具有广阔的前景。通过对土木基础设施领域纤维增强树脂基复合材料应用进行系统综述,从而促进纤维增强树脂基复合材料的研究与工程应用。     

聚酰亚胺纤维纸基复合材料的制备及性能

以聚酰亚胺短纤和沉析纤维为原料,通过湿法抄造结合热压和树脂浸渍的方法制备聚酰亚胺纤维/环氧树脂纸基复合材料,研究了热压温度、热压压力以及环氧树脂浸渍量对聚酰亚胺纸基复合材料性能的影响.结果表明,热压处理增加了聚酰亚胺纤维间的接触面积,使聚酰亚胺纤维纸的力学性能和电学性能增强;采用环氧树脂浸渍处理,可以进一步增加聚酰亚胺纸基复合材料的力学性能(抗张指数提高了1.25倍)和电学性能(耐压强度提高了17%);当热压温度为210℃、热压压力为120 N/mm、浸渍量为20%时,所制备的聚酰亚胺纸基复合材料具有较好的力学性能和电学性能,其抗张指数为57.5 N·m/g,撕裂指数为6.86 m N·m2/g,耐压强度为12.3 k V/mm,在航空航天、绝缘阻隔、环境保护等领域具有潜在的应用前景.     

热塑性聚酰亚胺改性聚醚醚酮树脂的力学性能研究

聚醚醚酮的玻璃化转变温度较低,即使是结晶度很高的聚醚醚酮树脂,其在200℃以上也会发生严重的软化,限制了这类树脂材料在较高温度段的使用性能,可以通过材料改性的方法来提升聚醚醚酮树脂的使用温度,改善其高温段使用性能.聚酰亚胺(PI)由于主链中高含量的芳杂环具有优异的热稳定性和很高的使用温度.其中热塑性聚酰亚胺(TPI)除了具有与一般聚酰亚胺材料相似的耐温等级和电气性能以外,还同时具有良好的热加工性能.将二者进行熔融共混加工成型,测试其力学性能,表明改性树脂的耐热性优于PEEK,可以提升PEEK的高温使用性能.     

复合材料在民用航空飞机中的应用

随着现代材料科学技术的发展,复合材料作为高性能的结构材料和功能材料,在民用航空领域的应用越来越广泛。本文对几种复合材料的性能进行了比较,介绍了复合材料在民航飞机上的功用,着重阐述了T300碳纤维/树脂基复合材料在民航飞机上的应用。     

降冰片烯二甲酸酐封端聚酰亚胺及其复合材料

用三种不同的方法制备了降冰片烯二甲酸酐(NA酐)封端聚酰亚胺预聚体,亚胺化条件确定为190℃、60min,交联条件为310℃、2h。讨论了预聚体的分子量、分子结构对其结晶性的影响,压力对交联聚合物的结晶性及其化学结构的影响,以及聚合物的热分解机理。制备了NA酐封端的热固性聚酰亚胺复合材料,以均苯二酐和苯酮二酐混用所得产物,抗弯强度6.01×12~5kPa,介电损耗0.0049,介电常数5.20,巴氏硬度83.5,热分解温度480℃。     

MXene及其金属复合物在光催化方面的研究进展

近年来,二维(2D)过渡金属碳化物/氮化物(MXene)一直是热门研究领域.MXene最早来源于层状三元碳/氮化物(MAX相)材料的剥离.最初合成的MXene材料是多层的,随着研究的深入,研究人员研发出了制备单层MXene的方法.MXene材料的合成方法不断更新和改进,旨在获得更高质量的MXene材料,并探索其在光催化等领域的应用.由于MXene材料本身的局限性,使其在应用方面有待提高.而贵金属MXene复合材料作为稳定、高效、高活性的催化剂显现出良好的性能.因此,研究者期望将贵金属结合到MXene体系从而应用于实际.本文简要介绍了MXene的相关应用,主要综述了MXene及贵金属MXene复合材料在光催化领域的应用.同时综述了运用多种方法将贵金属负载在MXene材料上的简便合成策略,并对MXene的研究现状、应用方向和未来发展进行了探讨.     

纳米二氧化硅增稠真空灌注环氧树脂的研究

真空灌注成型工艺和湿法真空袋压成型(手糊)工艺是纤维增强复合材料成型使用较多的工艺。在纤维增强复合材料成型工艺过程中,添加适量纳米二氧化硅对低分子液态环氧树脂进行增稠改性,实现真空灌注树脂向手糊树脂的转变,改善其力学性能。     

碳酸钙对聚酰亚胺亚胺化程度的影响

聚酰亚胺具有优良的力学性能、耐热性能及化学稳定性能,其多孔薄膜材料是动力锂离子电池隔膜的最佳选择之一,但以碳酸钙为致孔剂经过聚酰亚胺/碳酸钙复合薄膜选择性去除技术制备的多孔聚酰亚胺材料呈脆性,为了探索其力学性能欠佳的原因,本文对以碳酸钙为致孔剂的相关聚酰亚胺材料进行了XRD、红外光谱研究和分析。研究结果显示:XRD、红外光谱都能够证明使用1∶1盐酸溶液可以去除聚酰亚胺/碳酸钙复合材料中的碳酸钙成分,红外光谱还揭示碳酸钙的加入,使得聚酰亚胺材料的亚胺化程度只能达到80%。     

核壳粒子增韧改性液态成型双马树脂性能及其机理

传统的液态成型双马来酰亚胺树脂(BMI)较低的韧性阻碍了其在航空航天领域的应用。通过在液态成型双马树脂网络中引入核壳粒子，利用核壳粒子具备独特的双层结构增韧改性双马树脂。采用扫描电子显微镜(SEM)对不同含量核壳粒子改性液态成型双马树脂体系断面形貌进行研究，SEM结果表明，改性的液态成型双马树脂固化物断裂表面的裂纹扩展明显受阻，显示韧性断裂形貌。研究了不同含量核壳粒子对液态成型双马树脂体系性能的影响，优选出最佳的核壳粒子含量。研究表明，改性固化物表现出优异的机械性能：拉伸强度108.8 MPa，提高了13.1%；断裂伸长率3.12%，提高了16.8%；弯曲强度190 MPa，提高了12.4%;K_IC达到2.83 MPa/m^1/2，提高了20.9%;G_Ic达到1619 J/m²，提高了54.6%；并且保持改性前树脂热性能及热失重性能，玻璃化转变温度T_g为292.3℃，5%热失重温度为401.0℃。     

超声分散法制备聚酰亚胺／碳纳米管复合材料

以3,3′4,4′-二苯甲酮四羧酸二酐(BTDA)及4, 4′-二氨基二苯基醚(ODA)为基本原料, 采用超声分散法,掺入碳纳米管,制备了聚酰亚胺/碳纳米管复合材料. 在不同超声时间、不同超声频率下对纳米粒子进行了分散研究,并对聚酰亚胺/碳纳米管复合材料结构表征,从力学性能,导电性能等方面进行了研究. 研究表明:超声频率325 Hz,超声时间90 min时,碳纳米管在聚酰亚胺膜中得到很好分散,聚酰亚胺/碳纳米管复合材料的力学性能和导电性能优于聚酰亚胺膜.     

双马来酰亚胺改性苯并噁嗪树脂复合材料的性能研究

利用双马来酰亚胺(BMI)对苯并噁嗪(BOZ)进行改性,借助溶液法制备了BOZ/BMI树脂,然后以该树脂为基体材料,玻纤布为增强材料,用层压法制备复合材料.并研究了BOZ/BMI体系的物理性能和反应特性,以及BOZ/BMI/玻璃布复合材料的力学性能、吸水性能及耐腐蚀性能.结果显示,随BMI用量的增加,BOZ/BMI树脂体系的凝胶时间缩短,同时复合材料的拉伸强度和剪切强度升高,吸水率下降,耐化学腐蚀性能得到增强.BOZ树脂复合材料因其优越性能拥有良好的应用前景.     

多向编织碳纤维复合材料的断裂及微观形貌

多向编织碳纤维树脂基复合材料是航空、航天领域中的新型重要结构材料。为了研究这类材料的失效机理,在扫描电镜下进行了断口分析。研究了碳纤维与树脂及其界面在受力形变过程中裂纹形成与扩展的特性,探索了这类复合材料的损伤机理。结果表明： 编织参数对试件的力学性能有重要影响。随编织角减小,弹性模量和抗拉强度都明显增大,纤维与树脂间界面的粘结强度提高,脆性增大。在断裂过程中碳纤维多呈脆性断裂特征,断裂起源于纤维表面的薄弱处。     

液态金属粘滞性的研究进展

粘滞性是液态金属的重要物性之一,研究液态金属粘滞性不仅对揭示粘滞性的物理机制具有理论意义,而且对材料制备具有重要的实际意义.目前国内外许多学者致力于这一研究领域并已取得了一定进展.列举了测量液态金属粘度的实验方法,讨论了影响粘度测量准确性的几个因素,阐述了粘度与液态金属结构及其它几种物性的关系,并介绍了计算机模拟技术中的蒙特卡罗(MonteCarlo)方法和分子动力学(MolecularDynamics)方法在研究液态金属粘滞性方面的应用.     

机织针织混编复合材料的冲击拉伸性能及有限元模拟

用分离式霍普金森杆(SHTB)装置测试机织针织混编(CWK)复合材料在高应变率下的应力-时间曲线及破坏形态;根据材料结构建立简化模型,即将针织纱力学性能强化到树脂中,形成等效树脂,并计算等效树脂的刚度矩阵;结合等效树脂和机织纱性能,运用有限元分析软件ABAQUS模拟材料冲击拉伸过程,并比较试验与模拟结果.研究结果表明,应力-时间曲线以及破坏形态具有较高的一致性,简化模型能很好地预测混编复合材料的冲击拉伸性能,对设计其他混编复合材料具有一定的应用价值.     

纬编双轴向多层衬纱织物增强防弹板防弹性能的研究

从实验研究的角度介绍了一种新型复合材料防弹板的制作工艺、弹击实验，并对实验现象和结果进行了分析和讨论。该防弹板由天津工业大学复合材料研究所最新研制成功的专利产品(纬编双轴向多层衬纱(MBWK)织物)作为增强材料(若干层)，经水乳性PU树脂涂覆热压后成型，该产品具有卓越的机械力学性能及抗冲击性能。从工艺特点和实验结果来看，这种增强结构在防弹领域有一定的产业化应用前景。     

“炭素与有机物中间领域的分子设计”达到国际先进水平

由石油大学重质油研究所查庆芳教授等与胜利石油管理局技术中心共同完成的中石化科技项目“炭素与有机物中间领域的分子设计———沥青树脂的研究开发”近日通过了山东省科技厅委托东营市科技局组织的专家鉴定。该项目采用糠醛萃取ＦＣＣ油浆 ,得到了富芳烃组分 ,在国内首次制取了缩合多环多核芳香烃沥青树脂。参加鉴定的专家一致认为 ,项目总体达到国际先进水平。测试结果表明 ,研制的沥青树脂具有优异的耐热性、亲和性、粘结性及磁性 ,为该树脂在沥青基炭纤维、耐热树脂基复合材料、Ｃ/Ｃ复合材料、刹车材料、新型磁性材料等领域的应用打…