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%.     

等离子体处理对稻秸/聚乙烯复合材料界面的改性

采用红外光谱、表面自由基、动态热机械性能分析和电子显微镜等分析方法,研究了氮气低温等离子体处理对聚乙烯塑料表面改性效果以及对稻秸与聚乙烯界面相容性的影响。结果表明：经氮气等离子体处理,聚乙烯塑料分子上引入了极性基团,提高了塑料的表面润湿性和表面反应活性,改善了稻秸纤维与聚乙烯塑料的界面相容性,并使复合材料力学性能(存储模量)得以提高;等离子体处理时间和强度对塑料表面的改性效果有较大影响。     

国产新型钢纤维增强砂浆的力学性能研究

用国产新型钢纤维来增强砂浆，钢纤维在砂浆拌合料中的分散方法简便、分散均匀，增强砂浆的抗折、抗压性能较好．对钢纤维表面进行无机复合处理或高分子化合物处理，使复合材料的抗折、抗压性能得到了不同程度的提高     

NiTi纤维表面处理对其树脂基复合材料 力学性能的影响

为了提高基于NiTi纤维与树脂复合材料的拉伸、冲击、弯曲性能,采用硝酸、硅烷偶联剂、异氰酸酯涂层以及低温等离子体与硅烷偶联剂联合处理等方法对NiTi纤维表面进行处理,增强纤维与树脂间的界面黏结. 研究表明: NiTi纤维经不同方法处理后,其环氧树脂复合材料的层间剪切强度提高了10.90%～44.74%. 低温等离子体处理的NiTi纤维再经硅烷处理,其环氧树脂复合材料的拉伸性能、冲击性能、弯曲性能分别提高了88.81%, 98.43%和45.55%,且纤维与树脂黏合较好.     

回收聚酯基合金同质复合材料的微结构与性能

由低温固相挤出工艺制备了连续废弃涤纶纺织品/回收聚对苯二甲酸乙二醇酯(r-PET)/高密度聚乙烯(HDPE)同质复合材料。采用扫描电子显微镜(SEM)、动态热机械分析仪(DMA)、差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TGA)、毛细管流变仪及万能电子拉力机等对含有不同编织结构的废弃涤纶纺织品复合材料微观结构和性能进行了研究。研究结果表明,线圈结构的废弃涤纶纺织品(F2)对复合材料结构与性能影响最显著。F2明显改善了HDPE在r-PET中的分散性,提高了复合材料的表观黏度、刚性以及热稳定性,并使得复合材料的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量分别提高了13.3%、28%和24%。     

钢纤维聚合物水泥砂浆力学性能试验研究

为了改善水泥砂浆的力学性能,在普通水泥砂浆中掺入工业废弃料粉煤灰、钢纤维和适量聚合物乳液等,拌合成高复合的水泥砂浆。研究结果表明,掺入不同的废弃掺合料,可以提高水泥砂浆的密实性,内部结构更加优化;当聚灰比为10%、粉煤灰掺量为20%、钢纤维体积掺量在0.9%时,试块的抗折、抗压强度都有一定程度的提高;双因素方差分析表明,提高钢纤维体积率可以增强试块的强度性能,并改善其延性;制作的混凝土瓦砖符合行业要求标准。     

碳纤维增强木粉／聚乙烯复合材料的制备及其力学性能

将短切碳纤维(SCF)与木粉(WF)、高密度聚乙烯(HDPE)塑料和其他添加剂共混、熔融复合后,用模压成型方法制备了短切碳纤维增强木塑(SCF/WF/HDPE)复合材料;将碳布放置于木塑板上下表面,经模压成型制备碳纤维布增强木塑(CFC/WF/HDPE)复合材料。研究了碳纤维用量对碳纤维增强WF/HDPE复合材力学性能的影响,并利用扫描电镜(SEM)和红外光谱(FTIR)对碳纤维进行表征。结果表明:与纯WF/HDPE复合材相比,碳纤维加入量为10%时,复合材料的力学强度提高幅度最大,拉伸强度和弯曲强度分别提高了8.4%和10.6%;当碳纤维加入量为6%时,复合材料的韧性提高幅度最大,断裂伸长率提高了25.9%,冲击强度提高了24.4%。使用丙酮清洗掉碳纤维表面的上浆剂后,其增强效果比未经过处理的碳纤维略有下降。与短切碳纤维相比,碳布的增强效果更好,与短切碳纤维增强木塑(SCF/WF/HDPE)复合材料相比,碳布平铺在木塑板表面的结构拉伸性能可提高62%,断裂伸长率提高148%,弯曲强度提高71%,冲击强度提高313%。     

钛酸酯偶联剂表面改性煤矸石粉的研究

通过XRD与SEM研究了经钛酸酯偶联剂改性的煤矸石粉的表面性质、微观结构和改性粉体与HDPE的结合情况,通过力学性能实验分析了改性剂对煤矸石粉(CGP)填充高密度聚乙烯(HDPE)复合材料的影响。研究表明:改性后的CGP表面由亲水变成亲油;SEM照片显示改性后CGP与HDPE相容性好;力学性能测试表明改性粉体明显改善了复合材料的力学性能,当填充量为30%时弯曲强度提高了71.7%,拉伸强度提高了19.3%。文章还探讨了钛酸酯偶联剂改性煤矸石粉的机理。     

表面改性剂对植物纤维/聚丙烯复合材料力学性能的影响

采用不同的表面改性剂(苯甲酸、硬脂酸、有机硅烷)对植物纤维/聚丙烯复合体系进行了处理,研究了表面改性剂对体系力学性能的影响规律,探讨了复合材料界面粘接机理,分析了力学性能的变化规律。研究结果表明,苯甲酸的加入可以使复合材料的拉伸强度有较大提高,但冲击强度下降;经硬脂酸处理的复合材料,其冲击强度有明显提高;经有机硅烷处理的复合材料,拉伸强度及冲击强度均有所提高。     

UHMWPE纤维表面紫外辐射接枝改性的研究

有氧开放体系下,采用紫外辐射接枝方法对超高分子量聚乙烯纤维织物表面进行改性．探讨了单体种类、浓度,引发剂,抗氧剂,接枝方法等不同因素对UHMWPE纤维织物表面处理效果的影响。通过SEM、红外光谱仪法分析了表面处理的超高分子量聚乙烯纤维织物外观形貌,并测试了以其作为增强材料的复合材料的层间剪切强度。研究结果表明,在有氧开放体系下,经紫外辐射接枝方法改性的超高分子量聚乙烯纤维织物,其粘结性得到了改善,由其制备的复合材料界面结合力得到加强,其层间剪切强度高于未经紫外处理制备的复合材料。     

混杂纤维掺量对再生混凝土力学性能的影响研究

试验研究了钢纤维和聚丙烯纤维单一掺入,以及混合掺入时对再生混凝土力学性能的影响。结果表明:在再生混凝土中掺入钢纤维后,其各项力学性能都有所提高;单掺入聚丙烯纤维后其抗压强度有所降低,但显著提高了其劈裂抗拉强度和弹性模量;掺入混杂纤维后其抗压强度介于单掺钢纤维和单掺聚丙烯纤维之间,弹性模量受钢纤维掺量的影响较大,劈裂抗拉强度有显著提高,最高增强率达53.8%。加入纤维后,再生混凝土由脆性破坏变成塑性破坏。     

新型墙体材料的力学性能试验研究

通过对新型墙体材料（LCFC板、NAFC板）的抗折和抗剪试验测定，得出了其静曲强度、弹性模量和抗剪强度，同时分析了不同纤维方向、不同厚度对其值的影响．并与国内石膏板的力学性能进行了比较，指出了新型墙体材料在轻钢结构复合墙体中的应用价值．     

混杂纤维对高性能混凝土高温性能的影响

针对高性能混凝土的防火、抗爆裂性能低的特点，采用低熔点（聚丙烯纤维）及高熔点纤维（钢纤维）混杂的方法，对高性能混凝土高温性能（抗折强度、抗压强度及劈裂抗拉强度，抗爆裂性能）进行改善．研究表明，800℃时，混杂纤维混凝土的抗折强度剩余率约15％，明显高于基准混凝土的抗折强度剩余率（约6％）；抗压强度剩余率约15％，与基准混凝土的强度剩余率相当（约15％）；劈裂抗拉强度剩余率约20％，明显高于基准混凝土的抗折强度剩余率（约10％）．另外混杂纤维明显提高了混凝土的抗爆裂性能，同时分析了混杂纤维改善高性能混凝土高温性能的作用机理．     

增强混凝土的方法与力学原理综述

混凝土是一种抗拉强度和延性都较差的脆性材料，人们在广泛使用它的同时，不断地研究和探讨改善其性能的方法。复合材料法是人们采用的主要方法，首先是钢筋和混凝土的复合，产生了钢筋混凝土结构学；其次是纤维和混凝土的复合，形成了纤维混凝土学科。近年来，部分欧美科学家正在掀起用新型纺织品增强混凝土的研究热潮。简要回顾钢筋混凝土和纤维混凝土学科的主要内容，综述近年来国外织物增强混凝土方面的研究状况。     

高温对活性粉末混凝土抗压强度和热膨胀性能的影响

研究了不同钢纤维掺量的活性粉末混凝土(RPC)高温后的抗压强度和20~800℃温度段内的线膨胀系数,借助TGDSC测试手段对RPC热膨胀性能变化规律进行机理分析。结果表明:随温度升高,RPC抗压强度呈下降趋势,在200℃内下降缓慢;200℃以上下降较快;钢纤维掺量越高,剩余抗压强度越高;线膨胀系数总体呈现先升高后下降的趋势,钢纤维掺量为1%时较素RPC大,钢纤维掺量大于等于2%时较素RPC小。     

大学生方程式赛车复合材料单体壳车身优化

采用碳纤维和铝蜂窝板为车身主材,对大学生方程式(FSAE)赛车进行了单体壳车身的设计.对比选择了合适的碳纤维复合材料,对单体壳车身的铺层设置先后进行了自由尺寸优化、尺寸优化和铺层优化仿真,并进行了剪切强度和弯曲刚度校核.结果表明,所设计的碳纤维单体壳车身总重24.3kg,比钢制车架车身质量降低34%,同时车身扭转刚度和弯曲强度达到参考钢制车身指标.通过铺层方向、铺层顺序和铺层数量的合理匹配,可使碳纤维复合材料拥有超过钢制产品的力学性能.     

钢纤维活性粉末混凝土动态层裂强度试验研究

采用Φ74变截面Split Hopkinson Pressure Bar (SHPB)对70×500的3种钢纤维(钢棉、镀铜钢纤维、端钩钢纤维)种类及5种配比的活性粉末混凝土(RPC),进行同一种应变率下动态层裂强度的实验测试.实验数据处理,利用试样上测得的加载压缩波,直接计算绘出靠近自由端面处最大拉伸应力的位置峰值梯度曲线.综合其静态拉伸强度,发现相同体积含量的3种钢纤维中,镀铜钢纤维对结构体层裂强度的加强最为明显.另外得出镀铜钢纤维与端钩钢纤维添加体积含量最优配比均为4%.     

集束PBO纤维增强UHPC性能的研究

钢纤维和PVA纤维是UHPC常用的增强纤维。但是,钢纤维易腐蚀,且容易扎伤人。PVA纤维力学强度不高,限制了其应用。采用集束PBO纤维增强UHPC,考察其流动度、力学强度和收缩性能,并与钢纤维-UHPC、PVA纤维-UHPC进行比较。结果显示集束PBO纤维增强UHPC的综合性能优于PVA纤维增强UHPC,且掺量为2%(体积百分比)时,集束PBO纤维增强UHPC的抗弯性能和收缩性能与钢纤维增强UHPC相当,抗压强度则低20%。