苎麻纤维布和碳纤维布混杂铺层复合材料力学和阻尼性能研究

将具有优异阻尼减振性能的纯天然苎麻纤维布与力学性能较好的碳纤维布混杂铺层,利用VRAM(真空吸注成型)工艺制备了环氧树脂基结构阻尼复合材料.首先考察了复合材料的力学性能,包括动态力学性能、静态力学性能和冲击断裂韧性;其次通过共振频率和阻尼因子评价了复合材料的阻尼减振性能.结果表明,通过苎麻纤维布/碳纤维布的混杂铺层能够平衡力学性能和阻尼性能之间的矛盾,可根据实际应用需求实现材料阻尼性能和力学性能的可控调节,充分发挥复合材料可设计性强的优势.其中"RCRCR"型铺层复合材料的损耗因子达到0.0057,比纯碳纤维布复合材料的0.0018提高了2.2倍,而拉伸强度和拉伸模量分别达到381.6 MPa和21.5 GPa,比纯苎麻纤维板提高了4.6倍和97.2%.最后,对混杂铺层复合材料的结构进行分析并针对阻尼性能进行有限元模拟,探讨了不同铺层方式影响复合材料力学性能和阻尼性能的规律,并对其他混杂铺层的复合材料的共振频率和损耗因子进行预测,为结构阻尼材料的设计提供一定的参考依据.     

熔体插层制备尼龙6/蒙脱土纳米复合材料的性能表征

通过熔体插层成功地制备了尼龙６／蒙脱土纳米复合材料，测试了力学性能、耐热性能和耐溶剂性．通过ＴＥＭ、ＷＡＸＤ、ＤＳＣ等手段，研究了结构与结晶行为，并与插层聚合的尼龙６／蒙脱土纳米复合材料进行了对比．实验表明通过熔体插层可使尼龙６基体插层于蒙脱土中，所得到的复合物的性能较尼龙６有很大提高，且与插层聚合的尼龙６／蒙脱土纳米复合材料的性能相当．     

激光烧结制备尼龙12/累托石纳米复合材料

将有机累托石与尼龙12粉末混合,采用激光烧结(SLS)技术制备了尼龙12累托石纳米复合材料,这是一种使纳米复合材料的制备与材料的成型同时进行的方法.利用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)等手段对复合材料的结构进行了表征,并对其力学性能及热性能进行了研究.结果表明,尼龙12分子在激光烧结过程中插入到累托石层间,形成的复合材料在拉伸强度、弯曲强度、冲击强度等力学性能及热稳定性能方面均优于尼龙12烧结试样.     

含磷聚芳醚酮颗粒层间增韧碳纤维/双马树脂RTM复合材料

选用一种在RTM双马来酰亚胺树脂(BMI)注射温度下不溶解的含磷聚芳醚酮(P-PAEK)热塑性树脂作为增韧剂,制备层间颗粒增韧碳纤维增强双马来酰亚胺树脂基复合材料.研究了不同热塑树脂含量对树脂浇铸体冲击性能的影响,利用扫描电镜表征了复相体系的微观形貌并分析其增韧机制,并通过层间断裂韧性测试表征了RTM双马树脂基复合材料增韧前后的层间韧性性能.结果表明,当附载热塑颗粒面密度为2 g/m2时,复合材料的I型层间断裂韧性(GIC)为0.54 k J/m2,II型层间断裂韧性(G_(IIC))为1.36 k J/m~2,较未增韧复合材料分别提升约56%和42%.增韧后的复合材料在保持原有力学性能的同时,其冲击后压缩强度(CAI)提升约29%,层间剪切强度达到111.7 MPa.     

聚酯热熔胶增韧环氧树脂

利用扫描电子显微镜研究了聚酯热熔胶PE30增韧环氧树脂的微观相结构;利用DSC、DMA和TGA研究了聚酯热熔胶PE30对环氧树脂耐热性能的影响;测试了环氧树脂的冲击强度、弯曲强度和断裂韧性,考察了聚酯热熔胶PE30对环氧树脂力学性能的影响。结果表明,聚酯热熔胶PE30的最佳质量分数为15%,在固化过程中环氧体系发生诱导相分离,相结构由单相到连续相再到反转相;断裂韧性和冲击强度分别提高了127%和250%;弯曲强度和弯曲模量分别降低27%和44%;而体系玻璃化转变温度与起始热失重温度下降约1.5%,损耗峰温度下降约2.5%,说明聚酯热熔胶PE30可以在很大程度上提高环氧树脂的韧性,同时保持其耐热性能基本不变。     

kevlar纤维增强尼龙6复合材料的力学性能

对Kevlar纤维进行了改性,使其成为己内酰胺阴离子开环聚合的活性中心,采用阴离子接枝法在Kevlar纤维(KF)表面接枝尼龙6低聚物,并与基体尼龙6混合,用挤出和注塑方式制备了尼龙6/改性Kevlar纤维(PA6/KF1)复合材料。ESEM和XPS分析表明,Kevlar纤维表面接枝上了尼龙6低聚物。比较了尼龙6/未改性Kevlar纤维(PA6/KF0)和PA6/KF1复合材料的力学性能及破坏形态,同时探讨了其破坏机理。结果表明,接枝尼龙6的KF1增强了KF与尼龙6复合材料界面的相互作用,拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量分别提高了20.69%、12.26%和14.23%,但冲击强度降低了8.2%;当复合材料被破坏时,未改性纤维表面只粘附有少量的树脂尼龙6,而改性纤维的表面有较多的树脂包覆层,呈部分非界面脱粘破坏,具有良好的界面结合能力。     

相容剂对长玻纤增强聚苯乙烯复合材料性能的影响

采用熔体浸渍工艺制备一系列不同含量的长玻纤增强聚苯乙烯复合材料,以聚苯乙烯作为基体,苯乙烯接枝马来酸酐作为相容剂,热塑性弹性体聚氨酯作为增韧剂.研究了不同相容剂用量对长玻璃纤维增强聚苯乙烯复合材料性能的影响.结果表明,随着相容剂含量的增加,长玻璃纤维增强聚苯乙烯复合材料的储能模量呈现先增大后降低的趋势,这预言复合材料的力学性能变化趋势为先增加后减小,长玻璃纤维增强聚苯乙烯复合材料的损耗因子呈先减小后增加,这表明复合材料的相容性是先增加后减小;对长玻纤增强聚苯乙烯复合材料的形态分析得出,添加相容剂后的玻璃纤维表面包覆了一层树脂,并且分析了相容性机理;另外对长玻纤增强复合材料的力学性能进行了测试.     

阻燃玻纤增强尼龙66的制备及性能研究

研究了用环保型阻燃剂溴化聚苯乙烯(PBS)、三氧化二锑(Sb2O3)、玻璃纤维(GF)以及功能助剂通过双螺杆挤出机制备出27%(wt)玻纤含量的高性能环保型阻燃增强尼龙66(PA66)复合材料。DSC和TGA结果表明,玻纤和阻燃剂等填料阻碍PA66结晶过程中分子链段的运动,降低其结晶能力,同时降低了复合材料的热稳定性;SEM结果表明复合材料各组分之间的界面粘结力较强,填料在基体中的分散性较好;力学和阻燃性能测试结果表明,与PA66相比,复合材料的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量分别提高了100%、110%和250%,阻燃性能达到V-0级(0.8 mm)。     

自流平聚氨酯的制备及阻尼甲板的降噪性能

为降低船舶甲板的振动和空气噪声,以支化和线性多元醇,低粘度聚合多异氰酸酯(PMDI)为主要原料制得阻尼聚氨酯,并将其铺设于钢甲板与浮动甲板之间。 探讨了基体结构、阻尼填料等对阻尼层固化时间、流平、阻尼和力学等性能的影响,以及铺设阻尼层前后甲板整体的隔声性能。 结果表明,调节支链和线性多元醇的质量比,可以改变基体的交联程度与结构,支化多元醇提高了聚氨酯的固化速率,硬度,以及力学性能;线性多元醇降低了体系的玻璃化转变温度,使阻尼温域移向低温,损耗因子峰值提高。 铺设于现有浮动甲板结构下2 mm聚氨酯阻尼层,可以有效增加整个甲板平均3 dB的隔声量,且在低频区增加量更大。 制得的聚氨酯阻尼层流动性优越,室温固化时间可控,可方便快捷的一次性自流平施工,对于提高现有浮动甲板的降噪性能具有实际的意义。     

动态固化聚丙烯/环氧树脂共混物的研究

将动态硫化技术应用于热塑性树脂 热固性树脂体系 ,制备了动态固化聚丙烯 (PP) 环氧树脂共混物 .研究了动态固化PP 环氧树脂共混物中两组分的相容性、力学性能、热性能和动态力学性能 .实验结果表明 ,马来酸酐接枝的聚丙烯 (PP g MAH)作为PP和环氧树脂体系的增容剂 ,使分散相环氧树脂颗粒变细 ,增加了两组分的界面作用力 ,改善了共混物的力学性能 .与PP相比 ,动态固化PP 环氧树脂共混物具有较高的强度和模量 ,含 5 %环氧树脂的共混物拉伸强度和弯曲模量分别提高了 30 %和 5 0 % ,冲击强度增加了 15 % ,但断裂伸长率却明显降低 .继续增加环氧树脂的含量 ,共混物的拉伸强度和弯曲模量增加缓慢 ,冲击强度无明显变化 ,断裂伸长率进一步降低 .动态力学性能分析 (DMTA)表明动态固化PP 环氧树脂共混物是两相结构 ,具有较高的储能模量 (E′)