玄武岩纤维布增强不同树脂基体复合材料的制备与力学性能

利用3种不同的制备工艺,成功制备了相同玄武岩纤维布含量但5种不同树脂基体的玄武岩纤维布增强树脂基复合材料.5种树脂基体包括热固性的环氧树脂、乙烯基酯、热塑性尼龙6、聚碳酸酯及ABS树脂.所制备的5种复合材料组织均匀致密,玄武岩纤维布分布特征相同.研究了玄武岩纤维布增强树脂基复合材料准静态拉伸和3点弯曲力学性能,探讨了树脂基体种类的变化对力学性能的影响规律.在此基础上,通过微观分析研究了玄武岩纤维布增强树脂基复合材料在准静态拉伸和3点弯曲加载条件下的破坏机制,并揭示了树脂基体种类的变化对力学性能影响的机理.      

连续玄武岩纤维衬垫织物复合材料及其拉伸性能

在电脑横机上分别编织了连续玄武岩纤维变化纬平针和不同垫纱比的衬垫织物4种预制件.通过真空辅助树脂转移模塑成型(VARTM)技术制成复合材料,测试其纵、横向拉伸性能.结果表明衬垫纱的浮线可以明显提高织物的横向拉伸性能,为玄武岩纤维及纬编增强复合材料的生产设计和应用提供依据.     

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。     

含预埋元件热塑性复合材料共固化智能结构失效行为

预埋金属连接件并与碳纤维增强热塑性复合材料共固化是实现航空航天、汽车等重要工程领域结构高性能轻量化和智能化设计的有效手段之一,能够有效避免复合材料钻孔带来的力学性能损失以及纤维不连续引起的局部应力集中。该研究将金属连接件预埋入碳纤维/PA6预浸料,采用热压成型工艺制备共固化复合材料结构,考察预埋元件周围纤维连续与不连续结构形式对复合材料结构力学行为的影响,结合超声检测技术,分析智能连接结构损伤破坏模式,并建立相对应的有限元模型,探究因局部纤维结构形式不同所带来的复合材料力学性能和失效行为的差异。结果表明：预埋金属件周围的局部纤维结构形式对碳纤维增强热塑性复合材料的力学性能影响不大,但会带来不同的复合材料失效模式。     

FRP加固对冻融再生混凝土短柱承载性能的影响

为了减小冻融循环对再生混凝土的影响,提高再生混凝土在严寒地区的使用,系统地探索了玄武岩纤维丝、截面形式、再生骨料配合比及纤维布加固方式等变量的不同对再生混凝土力学性能的影响程度.试验结果表明:掺加玄武岩纤维丝以及截面形式对再生混凝土力学性能有一定影响,但经历冻融循环使得再生混凝土力学性能大幅度降低;纤维加固可以将冻融后再生混凝土的力学性能大幅提高,但不同的加固方式提高程度略有差异.同时,针对相关情况提出了相应的优化加固方案.     

复合材料框承弯能力对比试验

本文通过试验的方法对比分析了传统热压罐工艺复合材料框和RTM工艺低成本复合材料框的承弯能力,通过典型试验件成本的统计的方式,比较两种成型工艺下的复合材料框制造成本。分析结果表明,RTM工艺复合材料框与热压罐工艺复合材料框相比承载能力降低21%,制造成本降低30%。热压罐工艺和RTM工艺复合材料框均可用于机身普通框结构设计。     

三种纬编针织增强体复合材料的力学性能

为探讨不同组织结构的纬编针织复合材料的力学性能,以芳纶和UHMWPE纤维为原料,采用硅烷偶联剂KH-550对芳纶和UHMWPE纤维进行表面改性处理,在横机上编织满针罗纹,圆筒形,罗纹空气层三种不同组织的纬编针织增强体.采用模压成型工艺将增强体与环氧乙烯基酯树脂进行加工,制得三种纬编针织结构增强复合材料,对三种复合材料的经纬向拉伸、压缩、弯曲和层间剪切强度性能进行测试比较.结果表明,经硅烷偶联剂KH-550处理的纤维针织增强体各项力学性能均有所提升,满针罗纹纬编针织复合材料的经向拉伸、经纬向压缩、经纬向弯曲和经纬向层间剪切强度均优于其他组织,而罗纹空气层纬编针织复合材料的纬向拉伸强度达到最大,圆筒形纬编针织复合材料的各项性能最低.     

PET废纤/竹原纤维增强不饱和聚酯复合材料的力学性能与吸水性能

采用平板模压成型方法制备聚对苯二甲酸乙二醇酯是(PET)废纤/竹原纤维增强不饱和聚酯复合材料,研究纤维梳理方式及不同质量比对复合材料力学性能与吸水性能的影响。结果表明:相同纤维比例、不同纤维梳理方式的复合材料拉伸强度无显著差异;纤维混合梳理的复合材料弯曲强度和弯曲模量均显著高于分别梳理的复合材料;纤维分别梳理的复合材料耐水性能优于纤维混合梳理的复合材料。动态机械热分析显示:复合材料储能模量随竹原纤维含量增加而增加,PET纤维含量的增加使复合材料阻尼效应增加。复合材料吸水动力学表明:水分在竹原纤维比例高且分别梳理的复合材料内部的扩散符合Fick定律;而水分在竹原纤维比例低且纤维混合梳理的复合材料内部的扩散行为不符合Fick定律。     

高模量玄武岩纤维-钢丝复合筋的力学性能

玄武岩纤维筋作为一种耐腐蚀性能优良的新型复合材料筋,因其抗拉弹性模量低以及延性差的不足,限制了它的推广应用.针对此问题,根据复合原理,将钢丝和玄武岩纤维原丝一起拉挤成型,研制出高模量玄武岩纤维-钢丝复合筋.从理论上分析了玄武岩纤维-钢丝复合筋受力机理,并对其进行了单向拉伸试验研究.试验结果表明,掺杂钢丝可以显著提高玄武岩纤维筋的抗拉弹性模量,并改善其延展性;玄武岩纤维-钢丝复合筋应力应变关系曲线具有双线性特征;复合筋抗拉弹性模量与钢丝掺量呈线性关系,掺杂钢丝24%时,复合筋抗拉弹性模量可达76 580 MPa.     

不同直径玄武岩纤维对沥青混合料性能影响

为研究玄武岩纤维直径参数对AC-13C型沥青混合料性能的影响,对7, 13, 25■m三种不同直径纤维改性后的沥青混合料的高温性能、低温性能和抗裂性能进行检测和对比分析,并结合滑移理论分析玄武岩纤维的直径对混合料中增强作用的影响.结果表明,不同直径的玄武岩纤维在不同程度上增强了沥青混合料的高温、低温、抗裂性能,在相同玄武岩纤维掺量下,纤维的直径越小,其对沥青混合料的增强效果越明显,这是由于纤维直径越小时滑移率越小,混合料性能增强效果越好.     

碱处理对酪蛋白改性丙烯腈纤维组分与性能的影响

酪蛋白改性丙烯腈纤维在后整理加工及应用中涉及化学处理对其组分与性能的影响,如果化学处理条件不当,将会引起纤维性能的急剧恶化,严重影响后整理工艺及一定程度上破坏纤维的服用性能.基于以上考虑,采用不同pH值的碱分别对不同酪蛋白质量分数的改性丙烯腈纤维进行处理,运用化学试剂法分析碱处理前后纤维化学组分的变化,探讨碱pH值对纤维中均聚物、游离酪蛋白、接枝酪蛋白以及接枝率的定量影响;同时,研究了碱处理前后不同组分纤维的力学性能变化,分析影响酪蛋白改性丙烯腈纤维力学性能的组分因素与碱处理条件因素.期望研究结果为酪蛋白改性丙烯腈纤维生产中投料比的选择以及后整理加工工艺选择起到一定的指导作用.     

文冠果壳纤维/高密度聚乙烯复合材料的力学性能

 为了充分拓展文冠果壳在复合材料领域的应用,优化其复合材料的制备工艺,探索力学性能随纤维质量分数的变化规律,采用未处理的纤维作为对比,将文冠果壳纤维表面进行碱、硅烷偶联剂及碱-硅烷偶联剂处理。采用双螺杆挤出机熔融共混与注塑成型的方法,制备文冠果壳纤维/高密度聚乙烯复合材料。考察了制备工艺、纤维质量分数对复合材料拉伸强度、断裂伸长率、弹性模量和冲击强度的影响。研究表明,经过二次双螺杆熔融共混,复合材料的拉伸强度和断裂伸长率提高。随着纤维质量分数的增加,复合材料的拉伸强度和断裂伸长率降低,弹性模量增加,冲击强度呈波浪状变化。复合材料断面上纤维断裂机制和剥落机制并存。     

热历史对连续玄武岩纤维力学性质的影响

连续玄武岩纤维是一种新型绿色环保材料，广泛应用于军工和民用领域。本文探讨热历史对连续玄武岩纤维力学性能的影响，对扩展其应用领域有着很重要的意义。通过对热处理后的连续玄武岩纤维进行结构分析，初步得出随热处理温度的升高有利于提高连续玄武岩纤维力学性能的结论。     

连续玄武岩纤维与碳纤维、芳纶、玻璃纤维的对比及其特性概述

连续玄武岩纤维与碳纤维、芳纶、玻璃纤维等都属于高性能纤维。通过对连续玄武岩纤维与碳纤维、芳纶、玻璃纤维的详细对比,列出了连续玄武岩纤维的主要优缺点,并得出连续玄武岩纤维是一种生产原料丰富、生产工艺简介、综合性能优异且性价比较高的新型高性能纤维的结论。     

复合材料叶片RTM成型缺陷研究

本文简要介绍了复合材料叶片的缺陷类型及其形成机理。综述了国内外在RTM工艺成型过程中纤维浸润和气泡形成方面的研究现状，对缺陷的排除方法进行了分析总结。     

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%.     

绿色高新材料——玄武岩纤维具有广阔前景

点石成金曾是一种神话,一种比喻,如今这种梦想已经成真,人们用普通的石头--玄武岩,拉丝并制作出各种高级产品就是最典型的事例.方兴未艾的玄武岩纤维工业是用火山喷发形成的玄武岩为原料,将其破碎后在高温下熔融,经过一定的工艺制成连续纤维、粗纤维、细纤维、超细纤维、细微鳞片等材料,进而用其纺织、加工成各种成型产品,制作成超强塑材,从航天嚣的外壳到军队的弹药箱,从防弹服、防火服到和刹车片、钓鱼竿……它被广泛应用于航天、航空、军工、消防、汽车、船舶、建筑、环保、体育等领域,具有广阔的应用前景.     

玄武岩纤维混凝土的正交试验研究

在混凝土中掺入玄武岩纤维,配制玄武岩纤维混凝土.采用正交试验方法考察纤维掺量、纤维长度以及纤维直径对玄武岩纤维混凝土抗压强度和劈拉强度的影响.研究结果表明:无论对于混凝土的抗压强度还是抗拉强度,玄武岩纤维掺量的影响效果均最为显著,且明显超过另外两个影响因素;通过正交试验能找到满足强度要求的最优纤维掺量和尺寸.最后与不掺纤维素的混凝土进行对比试验,评价玄武岩纤维对混凝土基体力学性能的增强效果.     

多重针织结构复合材料的制备及拉伸性能

将两种不同的针织结构以一定的方向和顺序进行叠加,用玄武岩纤维纱手工缝合;将缝合与未缝合的增强体预制件采用真空辅助树脂转移模塑成(VARTM)工艺加工成复合材料,对两种复合材料的纵纬向拉伸性能进行测试与分析.结果表明,取向度和拉伸方向上受力纱线根数的不同是造成经纬向拉伸性能差异的原因;缝合的复合材料的单位纤维体积分数的拉伸强度与模量比未缝合的复合材料大;复合材料的拉伸破坏模式说明缝合显著改善了复合材料的分层现象.     

木纤维改性对聚氯乙烯/木纤维力学性能的影响

将木纤维先用一定质量分数的氢氧化钠(NaOH)溶液浸泡,再用硅烷偶联剂进行表面处理的两步改性方法,与只用硅烷偶联剂对木纤维进行表面改性相比,聚氯乙烯(PVC)/木纤维复合材料的界面黏合性提高,复合材料的力学性能如拉伸强度、冲击强度、断裂伸长率等有明显提高,改性效果显著