工艺因素对RTM成型聚酰亚胺复合材料性能的影响

采用低熔体粘度适用于液态成型的聚酰亚胺树脂研究了树脂传递模塑（RTM）工艺中树脂注射压力、注射流速、固化温度对碳纤维增强聚酰亚胺复合材料性能的影响，以确定最佳的成型工艺参数。结果表明，随着注射压力增大，复合材料的玻璃化转变温度下降，层间剪切强度提高，弯曲强度略有提升。随着注射流速增加，复合材料玻璃化转变温度不变，层间剪切强度和弯曲强度降低。随着固化温度升高，复合材料的玻璃化转变温度升高，但固化温度达到400℃时，层间剪切强度和弯曲强度明显降低。根据树脂工艺性，综合考虑复合材料内部质量、耐热性和力学性能，采用注射压力1.2 MPa，注射流速15 mL/min以及固化温度380℃的成型工艺较优。     

一种装饰用碳纤维复合材料锻造成型新工艺及拉伸性能研究

为了提升室内设计中碳纤维复合材料的拉伸性能,提出一种锻造成型的新工艺。研究了模压压力、加压温度、固化温度、保温时间等参数对碳纤维复合材料拉伸性能的影响。结果表明,随着模压压力、加压温度、固化温度、保温时间增加,碳纤维复合材料的拉伸强度和标准化拉伸强度先增大后减小;适宜的碳纤维复合材料的成型工艺参数为：模压压力为10 MPa、加压温度110℃、固化温度140℃、保温时间30 min;碳纤维复合材料拉伸过程中主要有3种破坏形式：纤维拔出、树脂断裂和内聚破坏,最佳工艺参数下碳纤维复合材料的断裂方式为内聚破坏。     

芳纶短纤维/聚氨酯树脂复合材料成型工艺研究

成型工艺直接影响复合材料的性能。本文考察了芳纶短纤维/聚氨酯树脂复合材料模压成型工艺的预成型时间、模压温度、模压压强、模压时间等因素对复合材料拉伸强度的影响。结果表明,预成型时间4h,模压温度170℃,模压压强为4MPa,模压时间为30m in的工艺条件下可制备拉伸强度为35 MPa的芳纶短纤维/聚氨酯树脂复合材料。     

聚丙烯自增强复合材料层压板的制备和性能研究

以聚丙烯树脂为基体,聚丙烯纤维织物为增强体,采用层压成型工艺制备了聚丙烯自增强复合材料层压板。研究了成型温度、成型压力、成型时间和纤维含量等工艺参数对聚丙烯自增强复合材料层压板拉伸和弯曲性能的影响规律,并采用差示扫描量热(DSC)仪和扫描电子显微镜(SEM)对其进行了热分析和形态结构的表征。结果表明,当成型温度为175℃,成型压力为10 MPa,成型时间为15 min,纤维含量为60%时,聚丙烯自增强复合材料层压板的力学性能达到最大值,其拉伸强度为(125.76±0.77)MPa,弯曲强度和弯曲弹性模量分别为(30.77±0.70)MPa和(1 795.46±75.95)MPa;从DSC图和SEM图观察到成型温度为175℃时聚丙烯纤维表面发生了熔融,有利于纤维和树脂之间的界面粘结力的增强。     

VARI工艺中纤维体积含量的影响因素及控制技术研究

分别采用了不同预定型参数和注射工艺参数成型了VARI工艺平板,并研究了各个工艺参数对复合材料平板厚度(纤维体积含量)的影响规律。研究结果表明,适当增加树脂过注和过抽时间,提高纤维预定型压力,并降低树脂注射粘度,可增加纤维的重排时间,减少树脂对真空成型压力抵消,从而提高纤维的排列密实程度,达到提高平板纤维体积含量的效果。采用VARI工艺成型的复合材料平板纤维体积含量最高可至57.1%。     

加工条件对PP/芳纶复合材料横向拉伸性能的影响

对单向聚丙烯／芳纶纤维复合材料的横向拉伸性能进行了研究，讨论了压制时间、成型温度、成型压力，以及芳纶纤维的体积含量等对复合材料体系横向拉伸强度的影响。结果发现，随着压制时间、成型温度的增加，复合材料体系的横向拉伸强度提高；随成型压力的提高，复合材料的横向拉伸强度先升后降。此外，复合材料的横向拉伸强度随着芳烃纤维体积含量的增加而大幅度降低。     

长玻纤增强聚丙烯复合材料注塑成型工艺优化

通过熔融浸渍包覆工艺,制备玻纤含量为40%的长玻纤增强聚丙烯复合材料(LGFRPP)粒料,选择注塑温度、注射压力以及注射速率作为试验的3个因子,将拉伸强度、弯曲强度及冲击强度作为评价指标,利用正交实验设计的方法对LGFRPP的注塑成型工艺进行了优化研究,研究了各注塑工艺对力学性能的影响,得到最佳注塑成型条件。研究结果表明,对拉伸性能影响最显著的是注射速率,对弯曲性能影响最显著的是注塑温度,对冲击强度影响最显著的是注射压力;采用综合平衡原则,结合拉伸、弯曲和冲击性能,得到含量为40%的LGFRPP复合材料的最佳注塑成型条件为注塑温度250℃,注射压力40 MPa,注射速度60%。在最佳工艺条件下,材料的拉伸强度为132. 02 MPa,弯曲强度为200. 38 MPa,冲击强度为59. 34 k J/m2。     

乒乓球拍用复合材料的成形工艺与性能研究

研究了成型温度和成型压力对兵乓球拍用碳纤维复合材料弯曲强度、弯曲模量和拉伸强度的影响,并对断口形貌进行了观察。结果表明,随着成型温度和成型压力的增大,碳纤维复合材料的弯曲强度和弯曲模量都呈现先增加而后减小特征,在成型温度为380℃、成型压力为4.7MPa时取得弯曲强度和弯曲模量最大值。随着成型温度和成型压力的增大,碳纤维复合材料的拉伸强度呈现先增加而后减小特征,在成型温度为380℃、成型压力为4.7MPa时取得拉伸强度最大值,为1.71GPa。碳纤维复合材料适宜的成型工艺为:成型温度380℃、成型压力4.7MPa。     

汽车内饰用酚醛树脂/黄麻纤维复合材料的拉伸性能

采用正交试验方法,用5%Na OH溶液对黄麻毡进行预处理,利用模压成型工艺制备酚醛树脂/黄麻纤维复合材料,通过对正交试验结果进行极差分析和方差分析,研究树脂含量、模具温度、模具压力和保压时间4个工艺参数对复合材料拉伸性能的影响程度和显著性水平,并通过多指标综合评分法对材料的拉伸性能综合评价,分析各个工艺参数对材料拉伸性能的影响规律。结果显示,树脂含量和模具压力对复合材料的拉伸性能影响非常显著,当树脂含量为20%、模具温度为180℃、模具压力为10 MPa、模压时间为6 min时,复合材料的拉伸性能最好,此时拉伸强度为24.06 MPa,拉伸弹性模量为113.17 MPa。     

RTM用双马来酰亚胺树脂及其复合材料的制备与性能研究

采用一种含醚键双马单体对双马来酰亚胺树脂进行改性,制备了一种适用于复合材料树脂转移模塑成型工艺(RTM)的高韧性双马来酰亚胺树脂基体,并研究了其流变特性、耐热性能、力学性能及其复合材料的力学性能。树脂体系的流变性能数据表明树脂在注射温度(100℃)下具有较长的适用期(~3 h),能够满足RTM成型的要求。树脂浇注体的拉伸强度为115 MPa,断裂延伸率为3.1%,弯曲强度为159 MPa,玻璃化转变温度为270℃,表明树脂具有较高的韧性和耐温等级。以本树脂体系作为基体制备得到的碳纤维增强复合材料具有较高的力学性能,同时在230℃下具有较高的力学性能保持率。     

Influence of processing and material variables on resin-fiber interface in liquid composite molding

In this study, systematic investigation of influence of processing variables on the tensile strength and resin-fiber interface of composites prepared by liquid composite molding process was carried out. The variables studied included injection pressure and mold/fiber mat temperature. Fibers were better wetted and bonded at lower injection pressure and higher molding temperature, which resulted in a higher tensile strength of molded composites. Single filament composite tests were also used in conjunction with birefringence studies to characterize interface bonding. Improved interfacial behavior was observed in the case of compatible systems.     

长玻纤增强聚甲醛注塑成型工艺的研究

制备了长玻璃纤维(LGF)增强聚甲醛(POM)复合材料。通过6因素2水平的正交试验,探讨了注射压力、注射速度、模具温度、保压压力、保压时间、冷却时间等工艺条件对LGF增强POM复合材料的制品表观和拉伸强度的影响。结果表明:注射压力、注射速度、保压时间和模具温度等4个工艺条件对LGF增强POM制品表观和拉伸强度的影响最大,当注塑成型条件分别为料筒温度180¹90℃、注射压力60 MPa、注射速度60 mm/s、模具温度80℃、保压时间15 s时,制品具有最佳的表观和力学性能。     

T700碳纤维/环氧树脂复合材料热降解实验研究

针对T700碳纤维增强环氧树脂复合材料的热降解行为以及回收所得碳纤维的力学性能进行了研究。研究结果表明,碳纤维的存在增加了环氧树脂降解时所需的活化能,热降解反应的温度、时间和气氛等因素对环氧树脂基体降解效果以及回收碳纤维力学性能均有影响。在空气条件下500℃处理30 min后碳纤维表面没有残留物,但其回收纤维的拉伸强度保留率仅为77.6%。通过首先在氮气气氛高温短时热处理,再在空气气氛下450℃进行30 min热降解的两步法处理后,碳纤维表面残炭得到去除,回收碳纤维的拉伸强度保留率达到了90.4%,由其制备单向复合材料的层间剪切强度保留率可达到75.8%。     

Fatigue performance of injection‐molded short e‐glass fiber reinforced polyamide‐6,6. II. Effects of melt temperature and hold pressure

Tensile and fatigue properties of an injection molded short E‐glass fiber reinforced polyamide‐6,6 have been studied as a function of two key injection molding parameters, namely melt temperature and hold pressure. It was observed that tensile and fatigue strengths of specimens normal to the flow direction were lower than that in the flow direction, indicating inherent anisotropy caused by injection molding. Tensile and fatigue strengths of specimens with weld line were significantly lower than that without weld lines. For specimens in the flow direction, normal to the flow direction and with weld line, tensile strength and fatigue strength increased with increasing melt temperature as well as increasing hold pressure. The effect of specimen orientation on the tensile and fatigue strengths is explained in terms of the difference in fiber orientation and skin‐core morphology of the specimens. POLYM. COMPOS., 2011. © 2010 Society of Plastics Engineers.     

环境温度对架空导线用碳纤维复合芯成型工艺及性能的影响

研究了两种不同树脂体系黏度与环境温度、凝胶化时间与温度的关系,确定了用于拉挤工艺的树脂体系.采用该树脂体系制备了架空导线用碳纤维复合芯,分析了环境温度对碳纤维复合芯制品成型工艺和拉伸强度的影响,采用扫描电子显微镜分析了碳纤维复合芯的拉伸断裂机理.结果表明,环境温度对碳纤维复合芯的拉伸强度及表现性能影响较大,当环境温度变...     

高熔体强度聚丙烯对短玻纤增强聚丙烯性能的影响

考察了高熔体强度聚丙烯树脂对玻纤增强聚丙烯材料高温力学性能和拉伸蠕变性能等的影响,并进行平板流变分析及材料微观形貌测试.结果表明:随着高熔体强度聚丙烯质量分数增加,材料弯曲强度和高温拉伸强度降低,高温拉伸的断裂伸长率增加;高熔体强度聚丙烯树脂的添加可以改善材料的高温耐蠕变性能,添加质量分数为20％的高熔体强度聚丙烯树脂...     

Insert injection molding of high‐density polyethylene single‐polymer composites

A process for making high‐density polyethylene (HDPE) single‐polymer composites (SPCs) by insert injection molding was investigated. HDPE SPCs with relatively good tensile and interfacial properties were prepared within a short cycle time within a temperature range of 40°C. Melt‐spun HDPE fibers were made from the same resin as the matrix. The fibers were heat treated in silicone oil, with and without tension, to study the changes of fiber properties upon exposure to high temperature. HDPE SPCs containing about 30 wt% lab‐made HDPE fabric achieved a tensile strength of 50 MPa, 2.8 times that of neat HDPE. The peel strength of HDPE SPCs increased with increasing injection temperature and achieved a maximum value of 16.7 N/cm. Optical micrographs of polished transverse cross‐sections of the SPC samples showed that higher injection temperature is beneficial to the wetting and permeation properties of the matrix. Scanning electronic microscope photographs suggested good bonding and compatibility between the fibers and the matrix. POLYM. ENG. SCI., 55:2448–2456, 2015. © 2015 Society of Plastics Engineers     

一种回转体类构件用中低温固化环氧树脂体系研究

采用等温黏度实验和浇铸体力学性能测试来优选自制改性固化剂CUR–1的配比,通过不同升温速率下的固化过程差示扫描量热并对固化物进行傅立叶变换红外光谱分析,确定了体系的固化制度,研制出一种适用于发动机壳体或结构复杂的回转体类结构件的碳纤维湿法缠绕树脂基复合材料的中低温固化环氧树脂体系,用湿法缠绕工艺制作单向纤维缠绕成型复合材料环(NOL环)并进行了性能测试。结果表明:当CUR–1的含量为15份时,树脂体系具有适于湿法缠绕工艺的黏度和使用期,树脂可在80℃完全固化,同时浇铸体拉伸强度为84 MPa,拉伸弹性模量为3.8 GPa,断裂伸长率为5.4%,热变形温度为131℃。该树脂体系与纤维粘结性好,NOL环力学性能高,NOL环拉伸强度为2 451 MPa,拉伸弹性模量为146 GPa,层剪切强度为55 MPa。     

工艺参数对聚丙烯/聚酰胺6共混材料WAIM管件性能及微观形态的影响

基于自行搭建的水辅助注射成型(WAIM)实验平台对聚丙烯/聚酰胺6（PP/PA6）共混材料进行WAIM实验,探究工艺参数对PP/PA6共混材料的WAIM管件的残余壁厚、表观质量及力学性能的影响,并进行了微观形态观测。结果表明,随着熔体温度、模具温度和注水压力的增加,塑件残余壁厚逐渐减小;随着注水延迟时间的增加,塑件残余壁厚逐渐增大;随着模具温度、注水延迟时间的增加,管件拉伸强度逐步增大;随着熔体温度、注水压力的增大,管件拉伸强度逐步减小;工艺参数通过温度场的变化影响熔体的成核和晶体长大从而影响结晶度,结晶度越高,管件的拉伸强度越高。