聚合物硫铝酸盐水泥基材料的黏结性能

利用聚合物胶粉改性硫铝酸盐水泥的净浆和砂浆,通过测试拉伸黏结强度、抗折黏结强度和抗压强度,研究不同掺量聚合物胶粉对水泥基材料界面结合能力的影响。试验结果表明:在净浆中,当胶粉掺量为m(胶粉)∶m(水泥)=0.03时,28 d的拉伸黏结强度最大为3.26MPa;在砂浆中,当胶粉的掺量为m(胶粉)∶m(水泥)=0.009,水灰质量比在0.42时,14 d抗折黏结强度最大为7.0 MPa。     

磨碎玻璃纤维/聚氨酯/环氧灌封材料的形态结构与力学性能

采用真空灌注工艺,制备磨碎玻璃纤维(MG)／聚氨酯(PU)／环氧(EP)灌封材料,并对其力学性能和微观结构进行研究。研究结果表明:随着PU含量的增加,PU／EP共混聚合物的拉伸和冲击强度呈先升后降的变化趋势。当PU含量为15％时,共混聚合物的综合力学性能最佳,拉伸强度为60．57 MPa,冲击强度为23．56 kJ／m2,与EP相比分别提高32．77％和115％。为进一步提高材料的强度,并保持良好韧性,采用添加MG的方法来增强PU／EP。当MG与EP的质量比为1:1时,材料的拉伸强度达到79．72 MPa,与PLJ／EP相比提高31．95％,而冲击强度为17．83 kJ／m2,仍保持较高水平;同时,与相同含量的活性硅微粉相比增强PU／EP材料的拉伸强度和冲击强度分别提高18．91％和11．51％。     

胶粉对聚苯颗粒砂浆性能的影响

目的研究掺加不同类型可再分散乳胶粉和掺量对聚苯颗粒保温砂浆力学性能、干密度、导热系数及软化系数的影响.方法采用水灰质量比为0.6,水泥与粉煤灰质量比为7∶3,胶体材料与聚苯颗粒体积比为1∶6,分析通过改变胶粉类型及控制掺量,聚苯颗粒保温砂浆的各项性能.结果在掺量为2%时,胶粉O、P、M的掺入与控制样本(未掺加胶粉)相比抗压强度值分别提高了36.25%、128.75%和175.31%,抗折强度分别提高了50%、61.25%、77.50%,拉伸粘结强度均超过了0.05 MPa.材料的保温性能和耐久性在掺量达到4%时,达到理想效果.结论胶粉的掺入均能不同程度的改善聚苯颗粒保温砂浆材料的力学性能、保温性能及耐久性能;普通胶粉(胶粉O)在低掺量(掺量低于2%)情况下,对聚苯颗粒保温材料抗压强度改善效果较为不明显,但对聚苯颗粒保温材料抗折强度却有很大程度的提高;胶粉的掺入会影响聚苯颗粒保温材料内部开口孔和闭合孔形成的数目比例的变化,进而影响聚苯颗粒保温砂浆保温性及耐久性.     

全胶粉弹性体的制备

用硫化改性剂和废轮胎胶粉制备了全胶粉弹性体.讨论了改性剂用量、炭黑用量、加工工艺及加工助剂对全胶粉弹性体物理机械性能的影响.实验发现硫化改性剂用量为2份;炭黑用量15份;加工油用量小于2份,可以得到较好性能的全胶粉弹性体,拉伸强度达7.9 MPa,断裂伸长率为315%,超过了再生胶的国标(拉伸强度6 MPa).同时对全胶粉弹性体的微观形貌及断裂行为也进行了讨论.     

MMA基混凝土修补材料的改性

以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、引发剂、增塑剂等为原料合成高分子聚合物MMA基混凝土修补材料,在MMA体系中加入四氯乙烯(PCE),对MMA基混凝土修补材料进行改性,并应用红外光谱、体积收缩和粘结强度实验对制备好的改性修补材料进行分析.结果表明:PCE在反应过程中与MMA发生了聚合反应.当MMA与PCE的质量比为10∶1时,体积收缩率最低,可以下降到14%;改性修补材料抗折强度达到7.2MPa,在砂浆试件上断裂.     

碳纳米管／废胶粉复合材料的实验研究

通过机械混合方法将碳纳米管与废胶粉制备复合材料。结果表明：随着搅拌时间的变化,阻尼性能在搅拌10min时,出现一个最大值;复合材料内部出现了碳纳米管的富集区域和碳纳米管较少的区域,搅拌10min时界面结合相对较好;随着碳纳米管质量的增加,废胶粉复合材料的阻尼性能逐渐减小,拉伸强度则呈现和阻尼性能相抵触的规律。     

废胶粉/铅锌尾矿砂新型阻尼复合材料

为探索对废胶粉和铅锌尾矿砂再生资源化利用的新途径,进行了用废胶粉与铅锌尾矿砂制备新型阻尼材料的研究。采用正交实验极差分析方法,研究了胶粉目数、尾矿量、DBP量对材料阻尼性能的影响。结果表明:废胶粉/铅锌尾矿砂制备阻尼材料的最佳配方为:胶粉目数为50目,尾矿砂目数为800目,废胶粉量为100 g,尾矿砂量为10 g,增塑剂DBP量为15 mL,对应阻尼损耗因子峰值为0.409 7;制备的废胶粉/铅锌尾矿砂新型阻尼材料的阻尼峰在低温,适合作为低温阻尼材料使用。     

SiO2/CaCO3复合补强剂对PEMFC垫片材料力学性能的影响

补强剂对质子交换膜燃料电池(PEMFC)垫片材料的力学性能至关重要。选用甲基乙烯基硅橡胶生胶作基础胶,以气相法SiO_2和纳米CaCO_3作复合补强剂制备硅橡胶垫片材料。通过改变补强体系中m(SiO_2)∶m(CaCO_3),研究SiO_2/CaCO_3复合补强剂对PEMFC垫片材料力学性能的影响。实验结果表明:在CaCO_3质量相同且羟基硅油质量随补强剂总质量等比例变化的条件下,随着m(SiO_2)的增加,垫片材料的拉伸强度和硬度升高,但压缩永久变形和压缩应力松弛随之增大;在m(SiO_2)相同且羟基硅油质量随补强剂总质量等比例变化的条件下,随着m(CaCO_3)的增加,垫片材料的拉伸强度和硬度降低,而压缩永久变形和压缩应力松弛随之减小。当m(SiO_2)∶m(CaCO_3)为30∶10时,垫片材料的拉伸强度达到4.93 MPa,压缩永久变形为5.3%(25℃、72 h),压缩应力松弛为7.4%(25℃、24 h),此时垫片材料的拉伸强度、硬度、压缩永久变形和应力松弛等综合力学性能相对较好。     

改性胶粉对聚苯乙烯结构及力学性能的影响

将微波辐射改性胶粉与聚苯乙烯(PS)共混,通过扫描电镜(SEM)、衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)、X射线衍射(XRD)、拉伸和冲击试验等研究改性胶粉/PS共混材料的结构和力学性能.结果表明, 当改性胶粉质量分数为8%时,改性胶粉/PS材料的冲击强度比PS的强度提高了183%,共混材料中改性胶粉以橡胶相分散在PS基体中,二者之间界面粘结良好.     

免充气轮胎用聚氨酯弹性体的合成及性能

以聚己内酯(PCL)为软段,二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI-100)和1,4-丁二醇(BDO)为硬段,通过分子结构设计制备具有优良动态力学性能和低温性能的浇注型聚氨酯弹性体,并将聚氨酯弹性体用于制备免充气轮胎。研究了预聚体NCO(异氰酸酯基)质量分数和软段分子量对弹性体动态力学性能和低温性能的影响。结果表明：当预聚体NCO质量分数为6.0%,分子量1 000和2 000的PCL质量比为15∶10时,合成的聚氨酯弹性体综合性能最佳,此弹性体的玻璃化转变温度为-13.25℃,常温下硬度为85.0 A,拉伸强度为49.21±2.39 MPa,断裂伸长率为(679.26±17.16)%,循环拉伸弹力恢复率为89.96%;动态力学分析结果显示此弹性体的储能模量为17.5 MPa,损耗因子tanδ仅为0.167(25℃)。将该配方制备的弹性体用于制备免充气轮胎,所制备的免充气轮胎通过了轮胎耐久性测试,满足技术要求。     

加荷速率与受力状态对高水材料凝结体力学参数的影响

针对高水材料凝结体在不同加荷速率及不同受力状态下的强度参数,选用水灰比为6∶1(含水率86%),研究当加荷速率变化时,高水材料凝结体抗压、抗拉及抗弯强度参数的变化情况。通过进行高水材料凝结体在不同加荷速率下的单轴压缩实验、拉伸实验和弯曲实验。实验结果表明,材料在单轴压缩时会因挤压而有一定程度的失水,同时材料表现出弹-塑性的特点。在拉伸和弯曲时,无出水情况,试样从中部直接被拉断。随着加荷速率的增大,高水材料凝结体的抗压、抗拉和抗弯强度都增大。在同一加荷速率下,高水材料凝结体的抗压强度抗弯强度抗拉强度。     

Mg和Si质量比对6系铝合金性能的影响

6系铝合金中Mg和Si元素是主要强化元素,其中Mg和Si质量比是其成分配比中的重要参数。通过对材料微观组织、力学性能、导电性和韧性进行测试和分析,研究Mg和Si质量比对6系铝合金组织形貌和性能的影响。研究结果表明：随Mg和Si质量比的增加,6系铝合金组织中粗晶层厚度与析出相的尺寸均减小,屈服强度、抗拉强度和硬度均小幅度降低,电导率呈上升趋势,同时抗裂纹性能逐渐提高;当比值为1.30时,屈服强度为278 MPa,抗拉强度为300 MPa,维氏硬度为97.6 ,电导率可达51.86 %IACS,压溃裂纹长度约为10 mm,承受的载荷最大,吸收功最大,压溃性能最好。     

壳聚糖/SiO2复合膜的制备及性能研究

以廉价的工业硅溶胶为SiO2纳米粒子,使其与壳聚糖的醋酸溶液共混,得到壳聚糖/SiO2复合膜(简称复合膜).研究了复合膜在干态和湿态下的力学性能,在波长200～800nm范围内的透光率,在水中的溶胀率,复合膜内SiO2微粒的形貌及其与壳聚糖的相互作用.结果表明:随着膜内SiO2质量分数增加,复合膜的溶胀率从65.88%降到45.65%.复合膜在干态和湿态下的拉伸强度、伸长率等力学性能呈现先增加到最大值,然后又降低的变化趋势.复合膜中SiO2质量分数为14.07%,其干态膜的力学性能较佳,拉伸强度和断裂伸长率分别为58.09MPa和20.74%.当复合膜中SiO2质量分数为30.30%时,湿态膜的力学性能最佳,其拉伸强度为35.83MPa,断裂伸长率为114.76%.SiO2通过与壳聚糖形成强的相互作用而被均匀分散在复合膜内,该复合膜具有良好的生物相容性和耐水性能,可作为一种潜在的生物分离功能膜.     

地应力及岩石抗拉强度对双孔爆破的影响

为研究地应力和岩石抗拉强度对爆破效果的影响,本文利用颗粒流程序（PFC2D）开展数值模拟实验,用单孔爆破实验效果验证了模型的合理性。考虑炮孔间的相互影响,从裂纹形态、应力场及能量场三个角度来分析双孔爆破实验结果。结果表明:（1）双孔爆破在地应力为40~60 MPa时裂纹才会受到明显的抑制作用,当地应力小于40 MPa时,随着地应力的提高,平行于炮孔方向的裂纹受到的抑制作用较小,而垂直于炮孔连线方向的裂纹受到抑制作用较大。（2）地应力在0~5 MPa时,摩擦能和动能衰减最严重;地应力在20~40 MPa时,岩体内部应变能峰值最高。（3）抗拉强度每增长10 MPa,裂纹数量会减少约80%,同时,岩石抗拉强度对能量场的影响也较严重。     

聚乙烯醇复合凝胶的强度与界面强度研究

为了提高物理交联聚乙烯醇(PVA)水凝胶的强度,制备了PVA无纺布复合水凝胶. 当基体凝胶PVA质量分数为10%、无纺布体积分数为15%时,复合水凝胶的拉伸强度为5.90MPa;随着基体凝胶PVA质量分数和无纺布体积分数的提高,复合凝胶的强度提高;当基体凝胶PVA质量分数为15%、无纺布体积分数为25%时,复合水凝胶的拉伸强度为10.90MPa. 利用A系数研究了不同PVA质量分数以及无纺布体积分数的复合水凝胶中基体与无纺布的界面作用,在无纺布体积分数相同时,界面强度随PVA质量分数的提高而增大;在基体凝胶PVA质量分数相同时,无纺布体积分数较低的复合凝胶的界面强度较大. 复合水凝胶的结晶度低于纯水凝胶的结晶度.     

不同模量石墨简支梁的弹塑性分析及试验研究

石墨烯是一种强度最大、具有拉压不同弹性模量的材料.石墨是石墨烯的原材料,由于其良好的耐辐照性能,广泛地应用于国防核工业,研究石墨的不同模量力学特性正在成为一种新的研究趋向.实验测试了MSL82型号石墨的力学行为,证明并得到石墨材料的拉压不同模量比值.同时建立了不同模量弯曲梁的弹塑性分析理论模型.通过与测试数据的比较,验证了模型的准确性.研究表明:不同模量石墨梁在弹性阶段,中性轴的位置偏向下方受压侧,但不随荷载变化;拉压模量比对截面的应力分布影响很大,减小拉压模量比,可减小最大拉应力;而增大拉压模量比,则可以减小最大压应力.进入塑性阶段后,随着外荷载的增加,中性层的位置上升,最终的位置由拉压屈服极限的比值决定;随着截面的塑性发展,拉压模量比对截面应力分布的影响逐步减小,但对应变的影响仍然较大.因此,可通过改变拉压模量比来控制截面的最大拉压应变.     

雨季坑槽修补用聚氨酯的制备及路用性能研究

以二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI50)和改性蓖麻油多元醇(BHA130)为主要原料,制备了单组份聚氨酯(SPU);将SPU与玄武岩骨料混合,得到单组份聚氨酯混合料(SPUM);研究了异氰酸酯(NCO)含量对SPU力学性能和耐水性能的影响,以及NCO含量和浸水时间对SPUM路用性能的影响,并通过对雨季路面坑槽的实际修补,验证了SPUM的修补效果。结果显示：在本文的实验范围内,随着NCO含量的增加,SPU的拉伸强度、拉伸剪切强度、平衡吸水率增大,断裂伸长率减小;NCO含量为12%(质量分数)时,SPU的综合性能相对较优,其拉伸强度为23.0 MPa,水下拉伸剪切强度为2.75 MPa,平衡吸水率为3.49%;SPUM的劈裂强度随NCO含量增加和浸水时间延长而增大,肯塔堡飞散损失率小于4%;浸水20 min时,SPUM的马歇尔稳定度可达8.47 kN;使用NCO含量为12%的SPUM对雨季路面坑槽进行修补,修补后8个月坑槽未发生明显磨损。以上结果表明,制备的SPUM的修补强度高、水稳定性好,能够用于雨季路面坑槽的修补。     

粉煤灰基地聚合物拉伸性能研究

以粉煤灰为主要原材料,矿粉为添加剂,水玻璃和氢氧化钠为激发剂,制备地聚合物。通过正交试验测试了水胶比(W)、碱激发剂掺量(S)、矿粉取代率(B)和水玻璃模数(M)在不同水平下的地聚合物试样3 d、7 d与28 d的拉伸强度。通过极差分析和因素指标分析,得出各因素对拉伸强度的影响规律。当水胶比为0.3,碱激发剂掺量为0.08,矿粉取代率为0.3,水玻璃模数为1.8,试样的各龄期拉伸强度较优,可得到3 d、7 d和28 d拉伸强度为1.65 MPa、2.25 MPa和3.68 MPa的地聚合物胶凝材料。通过X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对拉伸性能进行了机理分析。分析结果表明,拉伸强度与无定型凝胶体的含量和产物微观形貌相关。     

TiB2含量对原位自生TiB2/2219铝基复合材料组织与性能的影响

利用混合盐高温反应法制备了原位自生TiB2/2219铝基复合材料铸锭. 通过光学显微镜、扫描电镜、X射线等显微组织表征方法以及弹性模量、室温拉伸和室温摆锤冲击实验等测试手段,研究了TiB2含量对原位自生TiB2/2219铝基复合材料组织和性能的影响. 研究表明,当TiB2质量分数由0提高到5%时,TiB2颗粒尺寸和TiB2/2219铝基复合材料铸锭的平均晶粒尺寸逐渐减小,固溶时效态的TiB2/2219铝基复合材料板材的弹性模量和强度显著上升,但延伸率和冲击韧性下降. 当质量分数为5%时,TiB2/2219铝基复合材料板材的弹性模量、抗拉强度、屈服强度和延伸率分别达到88.7 GPa、（474.2±2） MPa、（400.6±1） MPa和（4.7±0.1）%.