体育器材用碳纤维织物的压缩成型特性研究

针对体育健身器材用碳纤维织物的压缩成型特性问题,本研究从碳纤维织物的编织方式和定型剂含量两个方面,通过实验研究了不同方式编织的两种碳纤维织物,在压缩过程中预定型织物的初始厚度、压缩时间、松弛能力之间的关系,以及压缩结束后其松弛率和回弹变形占比情况。实验结果表明,压缩过程中,两种碳纤维织物的厚度均随应力的增加而减小,应力均随压缩时间的增加而增加,压缩时间均随定型剂含量的增加而增大,松弛能力随定型剂含量增加而增强。压缩结束后,两种碳纤维预定型织物的松弛率随定型剂含量增加而逐渐增大,两种碳纤维预定型织物的弹性回弹变形占比均逐渐减小,粘弹性回弹变形占比均逐渐增加,永久变形占比均增加。     

我国产业用经编织物发展的广阔前景

介绍了多轴向技术在世界各国发展状况。经编预定向增强织物有抗拉强力和弹性模量较高、悬垂性和剪切性较好、形成复合材料的纤维含量较高等优异性能。展望了预定向经编增强织物的应用前景,并指出我国发展预定向经编增强织物应注意的各项问题。     

不同编织形式经编织物树脂渗透性及力学性能的研究

分析了衬纱角度不同和织物中添加玻璃纤维网格布的两种不同编织形式,对树脂在单轴向经编织物中流动速度的影响因素,同时对单轴向经编织物层压板的力学性能进行研究。利用真空辅助成型技术工艺(VARI),对单轴向经编织物进行树脂流动速度测试,通过树脂渗透的时间-距离曲线,来表征树脂在织物中流动的速度,从而分析影响树脂渗透性的因素;并选取其中三种单轴向经编织物的层压板测试拉伸和压缩性能,来分析编织形式对力学性能的影响。结果表明:衬纱角度不同和是否在织物中添加玻璃纤维网格布对树脂流动速度有明显的影响,衬纱角度为90°经编织物的树脂流动速度大于衬纱角度为±45°的经编织物,添加玻璃纤维网格布有利于树脂在单轴向经编织物中流动;衬纱角度为90°的单轴向经编织物拉伸性能最好,衬纱角度±45°的单轴向经编织物压缩性能最好;添加网格布对单轴向经编织物拉伸性能没有影响,不添加网格布的单轴向经编织物的压缩性能较好。     

短切碳纤维增强聚酰亚胺泡沫的制备及性能

针对现有软质聚酰亚胺泡沫强度低的缺点,通过一步法制备了短切碳纤维增强聚酰亚胺泡沫,研究了短切碳纤维的添加量对聚酰亚胺泡沫的化学结构、微观形貌、压缩强度及热导率的影响。结果表明,短切碳纤维在发泡过程中起到成核剂的作用,随着其添加量的增加,泡沫的泡孔平均尺寸先减小后增加;当短切碳纤维质量分数为20%时,泡孔的最小平均尺寸为507μm;泡沫密度随着短切碳纤维用量的变化没有明显的改变;泡沫的压缩强度随着短切碳纤维的用量先增大后逐渐减小,压缩强度最大为54.52 kPa;短切碳纤维的加入对聚酰亚胺泡沫材料的化学结构和热稳定性没有明显的影响,但是材料的热导率随着短切碳纤维含量的增加有一定的增加。     

国产CCF300碳纤维4轴向无屈曲织物层合板力学性能对比研究

设计制备了两种4轴向碳纤维无屈曲织物(NCF):第一种织物全部采用东丽公司T700 12k碳纤维,第二种织物中66.7%碳纤维采用国产CCF300 3k碳纤维(与东丽T300 3k碳纤维相当)。对该两种织物层合板0°、90°和±45°4个方向的抗拉伸、抗弯曲和抗层间剪切性能进行了测试与对比研究。结果表明:在现有生产条件下,国产CCF300 3k碳纤维最多可以代替4轴向NCF中66.7%的进口T700 12k碳纤维;国产碳纤维NCF层合板各方向归一化后的抗拉伸强度比进口碳纤维NCF层合板低18.7%～26.1%,而其他性能没有显著差别;两种NCF层合板的抗拉伸和抗层间剪切破坏模式相似。     

薄型碳纤维织物预浸料及其复合材料研究

采用国产1k T300级薄型碳纤维织物和中温固化高性能树脂制备预浸料。测试了该预浸料及其复合材料性能,并与国产3k T300级碳纤维织物预浸料及其复合材料性能进行对比。研究结果表明:国产1k T300级薄型碳纤维织物的复合材料性能与国产3k T300级碳纤维织物的复合材料性能相当;该薄型碳纤维织物复合材料的树脂体系是改性增韧环氧树脂,韧性好,适用于轻质夹层结构复合材料,具有较高滚筒剥离强度;同时,该轻质复合材料耐热性好,玻璃化转变温度能达到200℃。     

碳玻混编单向复合材料的性能分析

采用碳纤维质量含量分别为7.4%、10.7%、13.8%的三种碳玻层间混编单向织物制备了纤维增强环氧树脂复合材料,分析了该类材料的力学性能与工艺性能。结果表明:碳玻层间混编复合材料的0°拉伸模量和0°压缩模量均随碳纤维含量的提高而升高,掺入碳纤维后碳玻混杂复合材料的0°拉伸强度比纯玻纤复合材料的有所降低,但随碳纤维含量的增加而升高,碳玻层间混编复合材料的0°压缩强度则没有明显的变化规律;掺入碳纤维后,碳玻层间混编复合材料的90°拉伸强度和模量均有所下降;低碳纤维含量的碳玻层间混编单向织物具有良好的Z向渗透性能。该类新材料未来有望在风电叶片结构减重和成本优化上发挥重要作用。     

基于磁控溅射技术的碳基电磁屏蔽材料

利用磁控溅射技术在碳纤维表面沉积铜膜制备了高效的电磁屏蔽材料,并通过调整磁控溅射时间和碳纤维单向布铺层层数,分析了磁控溅射改性方式和铺层层数对碳纤维织物及其复合材料电磁屏蔽性能的影响。结果表明,磁控溅射碳纤维表面铜膜沉积有利于碳纤维电磁屏蔽性能的改善。经磁控溅射改性处理后,碳纤维电磁屏蔽效能最小提高了37.73%,且电磁屏蔽性能随着磁控溅射时间的延长而增强,但碳纤维电磁屏蔽效能增加率则随磁控溅射时间的增加而逐渐减小。增加碳纤维织物铺层层数有利于碳纤维织物集合体电磁屏蔽性能的改善,但织物层间的不连续性对织物集合体电磁屏蔽性能起消极作用。环氧树脂经碳纤维复合后,电磁屏蔽效能显著增强,增加了约30 dB,但由于环氧树脂对碳纤维的包覆性能,影响了复合材料对电磁波的屏蔽效果,不随碳纤维复合材料中碳纤维织物铺层层数的增加和改性碳纤维导电性能的增加而增强。     

体育器械用碳纤维复合材料的工艺优化与性能研究

以功能化NdFeB粉体、改性碳纤维和环氧树脂为原料制备了体育器械用碳纤维布增强环氧基复合材料,研究了KH550和NdFeB含量对复合材料磁通量的影响。结果表明,未添加KH550的复合材料的磁通量为9. 23mWb,添加1%～5%KH550后,复合材料的磁通量都有不同程度提高,且随着KH550含量的提升,复合材料的磁通量呈现先增加而后减小的趋势,在KH550含量为2%时取得磁通量最大值。随着Nd FeB含量从20%增加至80%,碳纤维布增强环氧基复合材料的磁通呈现逐渐增加的趋势,Nd FeB含量对碳纤维布增强环氧基复合材料的磁通影响较小;在25℃～125℃范围内,石墨烯改性碳纤维前后的复合材料的退磁率都保持在5%以内,即都具有较好的磁性能稳定性,但是经过石墨烯改性的复合材料在NdFeB含量为20%～80%时的退磁率都低于未处理的复合材料。     

热解法回收T300J碳纤维强度保留率影响因素研究

以T300J碳纤维为增强体，E44环氧树脂为基体，三乙烯四胺为固化剂，制得T300J/E44碳纤维复合材料，并采用高温热解法回收T300J/E44复合材料中的T300J碳纤维，探索了不同的热解温度、热解保温时间、热解气氛，以及复合材料的损伤程度对回收的碳纤维的力学性能的影响。结果表明：在氮气保护(50 mL/min),热解温度为450℃,热解保温时间为30 min的高温解热工艺条件下，回收的碳纤维的表面良好，强度保留率可以达到96%;T300J/E44复合材料经预拉伸处理，纤维未拉断时，再热解回收获得的碳纤维的强度保留率仍可达到89%。     

经编织物预型件的研究进展

经编增强织物复合材料大多具有三维立体结构、良好的准各向同性,受到了复合材料专家的高度重视。经编织物预型件的制备和研究是轻质高强复合材料的热点,与普通织物预型件相比,经编预定向织物赋予了复合材料更优异的力学性质,可以制备无屈曲织物预型件而使其原料适应性更加广泛,为复合材料提供了更广阔的应用空间。概述了经编织物预型件的制备方法、结构和性能,并展望了经编增强织物预型件的研究前景。     

RIM双马树脂用定型剂研究

本文对ES-T541定型剂的状态、流变性能、凝胶时间和热性能进行分析,并且对ES-T541定型剂与RTM专用双马树脂的相容性。对双马树脂的热性能、固化反应和碳纤维复合材料性能的影响进行研究。研究结果表明,ES-T541定型剂可用溶液法和粉末法定型纤维,能相容双马树脂,对树脂及复合材料性能没有负面影响。     

风电叶片用多轴向经编织物发展现状

介绍了风电叶片的构成,描述了多轴向经编织物的结构特点与性能,阐述了多轴向经编织物的制备方法与生产工艺,详细介绍了德国Karl Mayer和Liba公司生产的碳纤维多轴向经编机与玻璃纤维多轴向经编机,并与国内多轴向经编机进行对比,最后展望了多轴向经编机的发展前景。     

专利文摘

纤维强化复合材料制成的管状体为获得具有良好的抗弯曲破裂强度、抗弯曲破裂挠度、冲击吸收能量的纤维复合材料制成的管状体,使该管状体含有高压缩破裂变形层,该高压缩破裂变形层含有在相对于管状体纵向 0°－±15°的范围内取向的碳纤维,相对于该高压缩破裂变形层取向方向的压缩破裂变形为 1 %－5 %,且在把该碳纤维的纤维体积含量按 60 % 换算后,所得碳纤维取向方向的压缩弹性模量为 3－120 GPa。专利申请号:98124563;公开号:1217443(日本)碳纤维织物和用该织物的纤维强化塑料成品以及该成品的制造方法一种由多根碳纤维长丝排列形成…     

建筑保温材料用酚醛泡沫的改性与性能

在苯酚、甲醛的聚合体系中添加硼酸和碳纤维,通过正己烷发泡剂的方法制备了硼改性和碳纤维复合的酚醛泡沫材料。利用傅立叶变换红外光谱仪、微控电子万能试验仪、冲击试验机、热失重分析仪等对酚醛泡沫的结构特性、力学性能和抗氧化性能进行表征与分析。研究结果表明,当表面活性剂吐温80的用量为4%~6%,发泡剂正己烷的用量为5%左右时,酚醛泡沫具有均一的孔结构和较高的表观密度;在反应体系中添加硼酸和碳纤维可改善酚醛泡沫材料的性能,添加7.2%含量的硼使得酚醛树脂具有最高的抗氧化性能,添加30%含量的碳纤维增强了酚醛泡沫材料的弯曲强度和冲击强度,其值分别达到132 MPa和52 k J/m2。     

新型水泥基复合材料的制备及应力对其力学和热电性能的影响

通过碳纤维耦合膨胀石墨的方法制备了碳纤维/膨胀石墨水泥基复合材料,考察了外加环境载荷对复合材料力学性能和热电性能的影响。结果表明,单独添加1.2%碳纤维或者复合添加1.2%碳纤维+5%膨胀石墨都会减小水泥基体的抗压强度;外加应力的存在会减小碳纤维/膨胀石墨水泥基复合材料的Seebeck系数并增加电导率。ZT值随温度的变化趋势与功率因数随温度的变化趋势相同;随着外加应力的增加,碳纤维/膨胀石墨水泥基复合材料的功率因数和ZT值都呈现先减小,后增大然后再减小的特征,在外加应力为4 MPa时取得功率因数和ZT最小值。     

碳纤维改性NR/EPDM体系的研究

以三元乙丙橡胶和天然橡胶为基础原料共混,通过添加碳纤维作为补强材料来提高混炼胶的各项性能。实验収现:当碳纤维的添加量为4份时,混炼胶的撕裂强度,拉伸强度和邵氏硬度分别由原来的24 kN/m, 16 MPa和40提高到33 kN/m, 21 MPa和48,说明添加碳纤维后物理机械性能明显提高。N330/N550并用只能稍微改善制品的压缩永久变形。     

铜对碳纤维/酚醛树脂受电弓滑板材料的性能影响

采用热压烧结法制备了碳纤维织物/酚醛树脂(PE)受电弓滑板复合材料,研究了Cu对碳纤维织物/PE受电弓滑板复合材料的电阻率、密度和力学性能的影响。采用万能材料试验机、电阻测试仪测试了复合材料的力学性能和电学性能,用金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)分析测试手段对材料的组成结构及断口微观形貌等进行了测试和表征。结果表明,铜粉经高温烧结后呈连续三维网状结构,这种结构与碳纤维织物协调作用,阻止裂纹扩展,提高了复合材料的力学性能;当铜含量为40%时,复合滑板材料的综合性能最优:电阻率降至22.1μΩ.m;弯曲强度和压缩强度分别提高至61.8MPa和29.6MPa;冲击韧性达到12.7 J/cm3。     

泡沫硅橡胶压缩应力松弛性能研究

探讨了不同压缩量下泡沫硅橡胶的长期应力松弛效应,以及泡沫硅橡胶经加速老化后应力松弛性能的变化。结果表明,湿和热对泡沫硅橡胶的影响不同,湿气对G型样品的应力松驰性能影响较大,而热因素对H型样品的应力松驰性能影响较大;泡沫硅橡胶经老化后,压缩应力偏转呈下降趋势,而H型样品在加速老化后的压缩应力偏转出现断层式下降;若将加速老化前后的应力松弛实验看作一个长期过程,则G型样品在压缩量为40%时应力松弛率达到最优值,且在不同压缩量下,应力松驰率均小于50%,而H型样品的应力松弛率随压缩量的增加呈上升趋势,且均大于50%。     

铺层结构对经单向织物浸透性能的影响研究

采用真空灌注试验来研究两种不同铺层结构的玻璃纤维经单向织物的浸透性能,结果表明,以经编网格布为基布的经单向织物浸透时间要小于以方格布为基布的经单向织物,并且采用经编网格布的经单向布的织物厚度较厚,体积密度小,灌注浸透的均匀性及其成品胶含量要略好于使用方格布衬布的经单向布.