玻璃纤维/聚氨酯复合材料耐腐蚀和耐UV研究

采用连续拉挤工艺制备玻璃纤维/聚氨酯复合材料(FRPU),研究在酸、碱、盐溶液中的浸泡时间和紫外光(UV)老化时间对FRPU力学性能的影响。结果表明,垂直于玻纤方向性能下降趋势比平行方向更明显;经过60℃的酸/碱/盐溶液浸泡后,FRPU的拉伸强度、弯曲强度和层间剪切强度随着时间的延长逐渐下降,下降幅度依次为碱>酸>盐;在紫外光照射老化后,FRPU的力学性能呈现出先增加后减小的趋势,垂直方向减小的趋势更明显。     

玻纤浸润剂对玻纤增强聚氨酯界面性能影响

选用6种不同牌号的玻璃纤维,通过萃取和热处理分别去除浸润剂中成膜剂与偶联剂,分析二者质量分数,通过测试原玻纤、萃取后玻纤及热处理后玻纤增强聚氨酯的界面剪切强度,以及萃取后玻纤表面的X射线光电子能谱,分析了浸润剂组分和结构对界面力学性能的贡献。结果显示:萃取后,玻纤增强聚氨酯界面剪切强度略有降低,热处理后,界面剪切强度大幅降低,减小50%以上,且萃取后玻纤增强聚氨酯界面剪切强度随玻纤表面N/Si比增大而增大,表明玻璃纤维增强聚氨酯复合材料界面剪切强度主要来自玻璃纤维浸润剂中偶联剂的贡献,且随玻纤表面N元素的增加而增大。     

聚氨酯泡沫合成轨枕的应用及发展

综述了玻纤增强聚氨酯泡沫合成轨枕的性能特点、应用和发展情况,介绍了聚氨酯泡沫合成轨枕的生产工艺,探讨了一体化成型技术壁垒和解决方案,并对聚氨酯泡沫合成轨枕应用前景进行了展望。     

国内连续玻纤增强PU复合材料的研究现状

连续玻纤增强聚氨酯复合材料具有优异的力学性能和热性能,可以替代一些传统材料,应用于国民经济的很多方面,其前景十分广阔。本文主要综述了连续玻纤/聚氨酯复合材料的制备方法,包括模压成型工艺和拉挤成型工艺;以及它在复合材料井盖、防滑鞋底和合成材料轨枕等领域的应用。最后,提出了连续玻纤增强聚氨酯复合材料在研发生产中需要重视和解决的几个问题。     

聚氨酯胶粘剂在NaCl水溶液中的耐久性机理研究

采用拉伸实验方法测试了聚氨酯胶粘剂胶接试样在盐溶液中浸泡前后的拉伸剪切强度,并考察了水、NaCl水溶液的温度、NaCl的含量以及应力对胶粘剂粘接强度的影响。利用红外谱图分析了浸泡前后胶粘剂化学结构的变化。实验结果表明:聚氨酯胶粘剂的粘接强度在NaCl水溶液中的下降速率比在蒸馏水中的下降速率慢。温度的作用主要表现为在浸泡初期能加速聚氨酯胶粘剂的降解和粘接强度下降,但是在浸泡中后期,则其作用变小。聚氨酯胶粘剂粘接强度的下降趋势在浸泡初期随NaCl含量的增加而减缓,在浸泡中后期,其结果刚好相反。胶粘剂的粘接强度随载荷的增加而急剧下降。     

长玻璃纤维含量对聚氨酯合成轨枕力学性能的影响

为改善长玻璃纤维(简称长玻纤)增强聚氨酯合成轨枕复合材料的制备工艺,提高材料力学性能,在240 mm×80 mm的模腔内对聚氨酯材料进行拉挤成型实验,结果表明:随长玻纤含量增加,材料的弯曲强度增加,在w(长玻纤)为65%时达到最大;竖向压缩强度在w(长玻纤)为70%时达到最大;当w(长玻纤)增加7.5%时,材料的冲击韧性增加12%;当w(长玻纤)增加9.8%时,材料吸水量降低62.23%。提高长玻纤的含量减小了微孔容积,且形成了以长玻纤为中心的柱体结构,有利于复合材料力学性能的提升。     

碱液下GFRP筋力学性能劣化模型研究

为研究碱液下玻璃纤维增强复合材料（GFRP）筋力学性能劣化规律,对直径为20 mm和25 mm的GFRP筋进行碱溶液分别浸泡30、90 d和180 d后的拉伸试验,得到筋体在碱液不同腐蚀时间后筋体的极限拉伸强度及弹性模量等力学性能指标;对比研究了相同直径筋体在盐溶液浸泡180 d后的力学性能变化;建立了碱液下GFRP筋剩余强度衰减模型。结果表明,相同的腐蚀龄期,碱性环境对GFRP筋力学性能劣化影响高于盐环境;碱液下GFRP筋拉伸强度随浸泡时间的增长呈下降趋势,GFRP筋前期被腐蚀速率高于后期;分析修正后的碱液下筋体剩余强度衰减模型与试验结果吻合度较高。     

增强阻燃PBT的性能研究

采用硅烷偶联剂对玻纤进行处理性,探讨了螺杆转速和螺杆组合对阻燃增强聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)力学性能的影响;并研究了不同玻纤、PBT、阻燃剂对增强阻燃PBT抗水解性能的影响。结果表明:处理玻纤提高了玻纤和基体界面的相互作用,复合材料的拉伸、弯曲和缺口冲击强度分别提高了10.6%、13%和19.6%;主机螺杆转速过高或螺杆组合的剪切过强都会使玻纤长度低于0.4 mm而降低增强作用,导致材料的力学性能下降。水煮后增强阻燃PBT力学性能的下降幅度主要取决于玻纤和树脂之间的界面,玻纤ECR5303A-2200增强阻燃的PBT的拉伸、弯曲和缺口冲击强度的保持率分别为水煮前的96%、88%和75%;其次为阻燃剂,树脂基体影响最小。加入自制增韧剂可显著降低增强阻燃PBT的端羧基浓度,从而有效提高其抗水解性。     

高耐介质聚天门冬氨酸酯型聚氨酯地坪涂料制备及其力学性能评价

采用聚天门冬氨酸酯与脂肪族异氰酸酯合成聚氨酯材料，对影响聚氨酯性能的交联密度、α值、阻燃剂、耐磨助剂等因素进行研究，并考察了聚氨酯材料的长期耐介质性能。测试发现，通过调节三官能度异氰酸酯含量，可得到兼具较高力学性能和弹性的聚氨酯材料，添加阻燃剂后材料的力学性能和拉伸强度均有所降低，添加少量的微蜡粉可提高材料的耐磨性；同时本材料体系还具有优异的耐介质性能，在水、海水、酸、碱和油等中浸泡10个月后，材料的拉伸强度和断裂伸长率的保留率均大于98%；浸泡20个月后，材料的力学性能保留率基本大于75%。     

不同腐蚀环境下FRP筋耐久性与寿命预测研究进展

针对纤维增强聚合物(FRP)筋体,综合分析了水溶液浸泡、盐溶液侵蚀,酸溶液和碱溶液,以及冻融等不同作用介质和作用方式下筋体的拉伸性能,归纳总结了FRP筋体拉伸强度演化规律.从FRP筋拉伸强度退化作用机理出发,以Arrhenius方程为基础,探讨了不同作用方式下FRP筋拉伸强度寿命预测模型方程的参数特征.     

轨道客车车窗密封胶加速老化性能研究

探究了轨道客车用MS(硅烷改性聚合物)密封胶在服役过程中出现内聚强度下降、边缘开裂等老化现象的原因,对MS密封胶的哑铃型拉伸试样和拉伸剪切试样进行高低温循环交变老化、紫外老化、酸性溶液浸泡等老化试验,测试其力学性能变化。研究结果表明:MS密封胶内聚强度下降主要由紫外光照射和强酸性溶液腐蚀造成,边缘开裂主要由温湿度循环交变和强酸性溶液腐蚀造成。     

长径比不同的玻纤对硬质聚氨酯的形态结构和力学性能的影响

采用一步法制备了玻纤增强硬质聚氨酯的复合材料(RPU),研究了不同长径比的玻纤对硬质聚氨酯力学性能的影响.结果表明,玻纤的长径比不同,其对RPU的增强效果差异显著.以长径比为20~40玻纤所制备的材料的拉伸强度为最大,当其质量分数为10%,拉伸强度为0.80 MPa,与未增强的材料相比提高了95%.当其质量分数为5%时,压缩强度增加了10%.SEM分析揭示样品的形貌旱球形泡孔.从拉伸端口的形貌可看出长径比为20~40玻纤受力痕迹明显,表明纤维本身的拉伸强度对于硬泡塑料的力学性能增强起了重要作用.     

聚氨酯树脂在风电叶片中的应用研究

分析了聚氨酯树脂78BD085/44CP20与环氧树脂在黏度、凝胶时间以及浇注体力学性能的不同，将其与玻纤布结合采用真空灌注方式分别制备了玻纤增强复合材料(FRP),对比了聚氨酯FRP以及环氧FRP的力学性能和疲劳性能，并采用扫描电镜观察了聚氨酯FRP断面。结果表明：相同温度下，聚氨酯树脂的初始黏度比环氧树脂的更低，凝胶时间更快；聚氨酯树脂浇注体拉伸模量以及拉伸、压缩强度均高于环氧树脂浇注体15%以上；聚氨酯FRP具有优异的力学性能，拉伸、压缩以及剪切强度均高于环氧树脂FRP 7%以上；聚氨酯FRP疲劳性能满足叶片的结构设计要求；聚氨酯树脂与玻纤布具有优异的结合性。     

玻纤粉增强单组分湿固化PU胶粘剂的制备及性能研究

以硅烷偶联剂(KH-550)改性的玻纤粉为增强填料,采用一步合成法制备了综合性能优良的单组分湿固化PU(聚氨酯)胶粘剂。研究结果表明:当w(玻纤粉)=15%(相对于PU胶粘剂质量而言)时,PU胶粘剂的拉伸强度、拉伸剪切强度分别提高了32.90%、33.71%;含玻纤粉PU胶粘剂之初始分解温度比无玻纤粉体系提高了19℃,400℃时前者的热失重率由80.52%降至73.64%、吸水率降低,说明适量的玻纤粉能提升PU胶粘剂的耐热性和耐水性。     

石墨烯/聚氨酯脲多孔薄膜耐腐蚀性能研究

制备了聚氨酯脲弹性体,添加石墨烯,通过浸没沉淀相转化法制备了石墨烯/聚氨酯脲多孔薄膜。研究了4%,5%,6%石墨烯/聚氨酯脲多孔薄膜在酸,碱,盐中的电化学腐蚀行为,使用CHI660E电化学工作站得到在不同环境下的极化曲线,并对其极化行为进行分析。研究表明：通过添加石墨烯,耐腐蚀性能提升,达到一定阈值后,耐腐蚀性能下降;在盐和碱中极化曲线只有一个峰存在,而在酸中有两个峰存在;在酸中的耐腐蚀性最好,盐溶液中次之,碱溶液中最差。     

树脂基体对玻纤单向复合材料力学性能的影响

采用玻璃纤维增强聚氨酯(PU)树脂与环氧树脂(EP)分别制备了两种单向复合材料,通过动态接触角与纤维拔出法表征了玻纤与树脂的润湿性和界面强度,并研究了单向复合材料静态与动态力学性能。结果表明,与环氧树脂相比,聚氨酯树脂黏度低和表面张力小,与玻纤之间具有更低的动态接触角和更高的界面强度,使得PU/玻纤复合材料具有更优异的静态力学性能;但在动态测试下,与EP/玻纤复合材料相比,PU/玻纤复合材料具有较低的储能模量、较高的损耗模量和玻璃化转变温度。     

BFRP片材在腐蚀溶液环境下耐腐蚀性能试验研究

为探讨玄武岩纤维复合材料(BFRP)片材在各种腐蚀溶液环境下的耐久性,对BFRP片材在碱、酸和盐溶液及水环境中的耐腐蚀性能进行试验研究。结果表明:碱溶液与酸溶液对其抗拉强度的影响明显大于盐溶液和水;溶液对弹性模量影响较小,且无明显规律可循;几种溶液作用下其抗拉强度分别在腐蚀前期的退化趋势基本相同,而当龄期超过一个月后趋势发生了较大变化;腐蚀过程即溶液向FRP中渗透,对界面层与纤维进行腐蚀,使其整体拉伸力学性能退化程度较大。     

剑麻纤维与玻纤混杂增强PVC复合材料的性能研究

本文介绍采用短麻纤维(SF)和短玻纤(GF)混杂增强PVC基体,测定了复合材料的弯曲强度、弯曲模量、无缺口冲击强度以及耐水浸泡性能,并探讨了这一复合材料在水浸泡前后的力学性能及其界面行为.结果表明,此种复合材料在弯曲模量和无缺口冲击强度上存在正的混杂效应,而弯曲强度存在负的混杂效应;经水浸泡后,复合材料的弯曲强度、弯曲摸量和冲击强度都有不同程度的下降,而对于纯PVC基体,水浸泡后的弯曲强度和弯曲模量反而有所提高,因此可以认为,水浸泡对纯PVC基体在弯曲性能方面无不良影响,水分主要对纤维与基体的界面产生不良作用,导致复合材料性能下降.     

表面处理对PUR-R/GF界面相结构及力学性能的影响

利用原子力显微镜（AFM）对玻璃纤维增强硬质聚氨酯（PUR-R）泡沫塑料体系的界面相结构进行了表征，并研究了经不同偶联剂处理的玻纤增强聚氨酯体系的力学性能。AFM测试结果表明，聚氨酯类偶联剂在玻纤上覆盖的均匀性优于硅烷偶联剂，在玻纤上的成膜厚度约为1μm。力学性能测试结果表明，经聚氨酯类偶联剂处理的玻纤所增强的PUR-R的力学性能稍好。     

扁平玻纤对PA66复合材料性能的影响

采用不同玻纤质量分数的常规玻纤、扁平玻纤增强PA66塑料,对材料的力学性能、熔融指数、翘曲变形量等进行了研究。结果表明:扁平玻纤增强的PA66塑料具有优异的缺口冲击强度;玻纤质量分数超过60%,常规玻纤增强PA66塑料的拉伸强度开始下降;扁平玻纤增强PA66塑料的翘曲变形量随着扁平比的增加而减小。