γ-射线辐照对碳纤维及其复合材料力学陛能的影响

以^60Co γ-射线为辐照源对碳纤维（CF）表面进行处理，利用扫描电子显微镜（SEM）观察经辐照处理后的碳纤维单丝表面及其与环氧树脂制备的复合材料试样的层间剪切断付；通过层间剪切强度比较了吸收剂量对其复合材料层间剪切强度（ILSS）的影响，并根据GB/T 3362—1982标准比较了辐照前后碳纤维复照拉伸强度的变化。结果表明：辐照处理后的碳纤维增强环氧树脂复合材料的界面明显得到改善，在一定的吸收剂量范围内能够有效地提高复合材料的ILSS，但是过大的辐照剂量和接枝率不利于复合材料的界面改性；当辐照剂量小于250kGy时，碳纤维的复丝拉伸强度有所提高。     

γ-射线辐照对碳纤维及其复合材料力学性能的影响

以60Coγ-射线为辐照源对碳纤维(CF)表面进行处理,利用扫描电子显微镜(SEM)观察经辐照处理后的碳纤维单丝表面及其与环氧树脂制备的复合材料试样的层间剪切断口;通过层间剪切强度比较了吸收剂量对其复合材料层间剪切强度(ILSS)的影响,并根据GB/T3362—1982标准比较了辐照前后碳纤维复丝拉伸强度的变化。结果表明:辐照处理后的碳纤维增强环氧树脂复合材料的界面明显得到改善,在一定的吸收剂量范围内能够有效地提高复合材料的ILSS,但是过大的辐照剂量和接枝率不利于复合材料的界面改性;当辐照剂量小于250kGy时,碳纤维的复丝拉伸强度有所提高。     

芳纶APMOC纤维辐照处理研究

通过γ－射线辐照处理技术对芳纶 APMOC纤维进行改性。结果表明,经过辐照剂量500kGy辐照后,APMOC纤维产生了辐照交联反应,其复丝拉伸强度和复合材料的横向拉伸强度明显提高。     

高能辐照对国产芳纶纤维/环氧复合材料界面性能影响

芳纶纤维因其表面惰性、光滑使其与树脂浸润性差,界面结合强度低。以环氧氯丙烷为介质1,采用60Coγ-射线辐照方法对国产芳纶纤维进行表面改性,以界面剪切强度（IFSS）和层间剪切强度（ILSS）表征芳纶/环氧复合材料界面结合性能。结果表明在400kGy辐照剂量下改性效果最好;经高能辐照处理的芳纶纤维表面能升高,并失去了原有的光滑表面,且纤维表面氧含量有大幅度提高,使得纤维表面活性增大。     

APMOC纤维辐照处理研究

通过γ－射线辐照处理技术对ＡＰＭＯＣ纤维进行改性,结果表明,经过辐照剂量５００ＫＧｙ后,ＡＰＭＯＣ纤维产生了辐照交联反应,其复丝拉伸强度和复合材料的横向拉伸强度明显提高。     

γ射线辐照处理对芳纶纤维F-3A结构和性能的影响

为采用γ射线对芳纶纤维进行辐照处理,研究辐照对纤维表面形貌、拉伸性能、比浓黏度,表面能以及芳纶纤维复合材料机械性能的影响。实验结果显示,经过辐照处理后,纤维表面粗糙度,纤维的拉伸强度和比浓黏度发生明显变化,纤维在溶液中的浸润性能提高,表面能增大。当辐照强度为600k Gy时,纤维增强环氧树脂的层间剪切强度达到51.86MPa,提高了23.09%。     

激光改性玄武岩纤维性能研究

采用高能激光束对玄武岩纤维进行表面改性,并制备玄武岩纤维/环氧树脂复合材料。利用扫描电镜、原子力显微镜、X射线衍射等手段,表征改性前后玄武岩纤维的微观形态、物相结构,系统研究了激光对纤维的微观组织变化、性能等影响规律,并测试了玄武岩纤维/环氧树脂复合材料的力学性能。研究结果表明,随着激光功率的增加,玄武岩纤维表面缺陷深度和缺陷面积增加。当激光功率由0 W提高至120 W时,表面缺陷最大深度由9 nm增加至180 nm,表面缺陷的分布范围由3.5~6.5 nm增加至90~120 nm,表面粗糙度由1.41 nm增加至24.70 nm。激光改性后,玄武岩纤维单丝拉伸性能降低,由于激光对纤维的辐射作用,玄武岩纤维的表面缺陷深度与拉伸强度的关系不符合经典理论。激光改性前后,玄武岩纤维XRD谱峰位基本一致,表面所含元素的种类没有发生变化。激光改性使玄武岩纤维/环氧树脂复合材料的力学性能有所改善,随着激光功率的增加,复合材料的拉伸强度和冲击强度呈先升高后降低的趋势。     

γ射线辐照交联改性超高相对分子质量聚乙烯的研究

采用单螺杆挤出机制备了超高相对分子质量聚乙烯(PE-UHMW)板材,并用不同剂量的γ射线对其进行辐照交联,分析不同辐照剂量和辐照后处理对其力学性能、耐热性能、摩擦磨损性能等的影响。结果表明,在一定的辐照剂量下,γ射线辐照交联可以提高PE-UHMW的凝胶率、熔点、结晶度、拉伸强度、表面硬度、热变形温度和耐磨性能;当辐照剂量为150kGy时,PE-UHMW的热变形温度提高了近40℃;但辐照交联降低了PE-UHMW的塑性,使材料的断裂伸长率降低;重新熔融后处理可以进一步提高材料的凝胶率,改善其塑性,但材料的熔点、结晶度、表面硬度、拉伸强度有所降低。     

γ射线辐照聚碳硅烷先驱丝协同热交联制备高强度碳化硅纤维

采用γ射线在空气中辐照聚碳硅烷(polycarbosilane,PCS)先驱丝,将吸收剂量低于凝胶点剂量的PCS先驱丝在选定条件下作特殊的热交联处理,然后在惰性气氛保护下热解转化为SiC陶瓷纤维.通过红外光谱、热重分析、拉伸强度和氧含量测试研究了聚碳硅烷先驱丝的化学结构、热分解特性的变化以及烧成SiC纤维的结构与性能.结果表明:经热处理PCS的先驱丝形成了三维网络不熔不溶结构,其陶瓷产率高于未经热处理的先驱丝的陶瓷产率;经热交联处理的先驱丝所烧成的SiC纤维抗拉强度达2.3 GPa,较未经热交联处理的先驱丝所制得的SiC纤维的拉伸强度大幅提高;辐照协同热交联法制备的SiC纤维的氧含量低于直接辐照不熔化法制备的SiC纤维的氧含量.     

~(60)Co γ射线辐照对氰酸酯/环氧树脂增韧体系热力学性能的影响

采用共混法制备有机蒙脱土/核壳橡胶/氰酸酯-环氧树脂(OMMT/CSR/CE-EP)复合材料,对其进行剂量分别为0、0.5和1 MGy γ射线辐照,研究辐照对复合材料热力学性能的影响。经过0.5 MGy的辐照后,OMMT/CSR/CE-EP复合材料的断裂韧性较CSR/CE-EP提高了19.4%,拉伸强度只降低了0.2%。当累积辐照剂量为1 MGy时,复合材料的断裂伸长率和拉伸性能明显下降,分别降低了10.4%与9.3%。加入质量比为2%的OMMT可以最大程度减缓树脂基体力学性能的降低。2%的OMMT复合材料的玻璃化转变温度(Tg)较CSR/CE-EP树脂基体少降低了6.8℃。OMMT的加入提高了树脂复合材料的热稳定性,0.5 MGy时树脂复合材料的起始分解温度T5%下降了2℃。断面形貌分析表明OMMT的加入明显提高了树脂基体的耐辐照性能,降低了射线辐照对树脂基体的氧化降解。     

γ射线辐照改性硅橡胶基复合材料的研究

对硅橡胶复合材料进行γ射线辐照处理，研究不同辐照吸收剂量对硅橡胶复合材料综合性能的影响。结果表明：随着辐照吸收剂量的增大，复合材料的拉伸强度呈现先减小后增大最后降低的趋势，在辐照吸收剂量为150 kGy时达到最大值；复合材料的硬度随辐照剂量的增大而增大。本文还通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)技术对辐照前后复合材料官能团的变化进行分析与鉴定。     

共辐照接枝处理芳纶纤维F3A表面

以环氧氯丙烷为接枝剂,通过高能射线共辐照法对国产芳纶纤维(AFs)进行表面处理,对比了辐照前后芳纶表面形貌、动态接触角、表面自由能及其本体结晶情况变化。用不同辐照剂量下处理的纤维(IAFs-200和IAFs-400)制备了芳纶/环氧(IAFs/ER)复合材料,与未处理纤维相比,共辐照处理的芳纶增强复合材料的界面剪切强度(IFSS)和层间剪切强度(ILSS)分别提高了51.56%和25.79%。辐照处理后纤维表面活性的稳定性良好。     

辐照APMOC纤维对其复合材料力学性能的影响

采用γ－射线辐照技术对ＡＰＭＯＣ纤维进行改处理。结果表明,Ｎ２为ＡＰＭＯＣ纤维辐照处理的最佳气氛,在一定辐照条件下,ＡＭＰＯＣ纤维产生了辐照交换反应,其束丝拉伸强度,层间剪切强度、横向拉伸强度均以不同程度提高。并用ＩＲ、ＤＳＣ、ＴＧ和ＳＥＭ对结果产生的原因进行了分析。     

PBO纤维表面改性及其与树脂基体界面性能研究

分别采用化学处理、等离子体处理、偶联剂处理、γ射线辐照等单一改性方法和“辐照+等离子体”、“辐照+等离子体+偶联剂”等综合改性方法对PBO纤维进行表面处理,之后对各种不同方法改性后的纤维进行了单丝拉伸强度、与树脂的接触角和单丝拔出性能测试.结果表明,经综合改性方法处理后的PBO纤维综合性能最优,单丝拉伸强度保持率为85.1％,与水的接触角达到74.15°;与未经表面处理的纤维相比,其与树脂基体间的粘结强度提高了48.6％.     

亚麻籽麻纤维增强复合材料的制备及其力学性能

本文着重研究了亚麻籽麻纤维强度及其复合材料纵向拉伸和弯曲性能,旨在探求亚麻籽麻纤维在绿色复合材料领域的应用潜能。分别采用10 g/l NaOH和20 g/l NaOH对亚麻籽麻纤维进行脱胶处理。脱胶后纤维表面SEM照片显示,经20 g/l NaOH处理可脱除纤维表面大部分胶质,脱胶较为彻底和均匀。热处理对纤维的力学性能有较大影响,经150℃热处理后纤维强度下降了36.2%。选择低熔点PBS(聚丁二酸丁二醇酯)树脂与麻纤维采用热压成型制备了纤维体积分数为36%的复合材料。测试了复合材料的纵向拉伸和弯曲性能,并对破坏模式进行分析。结果显示:碱处理后,复合材料拉伸性能有所降低,弯曲强度分别提高了19.3%(10 g/l NaOH)和59.9%(20g/l NaOH),20 g/l NaOH处理后复合材料的纵向弯曲强度为42.69 MPa。研究表明,亚麻籽麻纤维可用于制备热塑性复合材料,并具有较好的力学性能和应用前景。     

芳纶纤维/AFR树脂复合材料界面粘结性能的研究

为了改善芳纶纤维复合材料的界面粘结性能,合成了一种新型树脂(AFR)作为基体,以未经任何表面处理的芳纶纤维作增强材料,制备了芳纶纤维/AFR复合材料。采用测定表面能、接触角、层间剪切强度、横向拉伸性能和扫描电镜观察形貌等方法,从宏观和微观等方面研究了芳纶纤维/AFR复合材料的界面粘结性能。结果表明,AFR树脂与芳纶纤维有相近的表面能,AFR树脂溶液与芳纶纤维的接触角为42.8°,而环氧树脂(EP)与芳纶纤维的接触角为68°,说明AFR树脂对芳纶纤维的润湿性优于EP树脂;芳纶/AFR复合材料的层间剪切强度、横向拉伸强度和纵向拉伸强度分别为74.64MPa、25.34MPa和2256MPa,比芳纶/EP复合材料的相应强度分别提高了28.7%、32.5%和13.4%,其复合材料破坏面的形貌也说明芳纶纤维与AFR树脂之间的界面粘结性能较好。     

碳纤维拉伸强度的离散性分析

纤维的力学性能受到纤维缺陷、晶粒大小等多种因素的影响.本文以Weibull理论为基础,对碳纤维的拉伸强度进行了概率统计分析,探讨了纤维拉伸强度与纤维单丝长度、纤维单丝直径之间的关系.     

纳米SiO_2和PP-g-MAH对玻纤增强PP复合材料性能的影响

纤维和树脂之间的界面结合强度是决定复合材料性能的关键因素。通过实验研究在玻璃纤维表面涂覆经硅烷偶联剂KH550表面处理的纳米SiO_2以及在PP基体中加入PP-g-MAH对玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的界面结合强度和力学性能的影响。结果表明,纳米SiO_2经KH550表面处理后可以降低其表面能,有利于其在纤维表面分散吸附;纤维表面涂覆纳米SiO_2及在PP中加入PP-g-MAH,有利于增强纤维和树脂之间的界面结合强度,复合材料的层间剪切强度提升了116.06%,拉伸强度提升了109.14%,弯曲强度提升了99.85%。     

高强高模聚乙烯醇纤维结构性能研究

采用无乳化剂乳液聚合方法,制得不同转化率的高分子量聚醋酸乙烯（PVAc）,醇解后进行凝胶纺丝,得到两种高强高模纤维。采用偏光显微镜、X射线衍射、DSC和电子强伸仪对其纤维结构和性能进行分析。在光学显微镜下观察到,低转化率下纤维表面有横纹,高转化率下无横纹。横纹丝的强度和模量分别为18．98cN／dtex和360cN／dtex,显著高于无横纹丝的强度、模量（强度为15．4cN／dtex,模量为304cN／dtex）。分析认为横纹丝在拉伸过程中形成了柱晶结构。     

γ-射线辐照碳纤维对其复合材料力学性能的影响

利用高能射线(60Coγ-射线)辐照接枝技术对碳纤维(CF)表面进行处理。对辐照处理前后的CF分别利用SEM观察其复合材料层间剪切断口;比较了吸收剂量对碳纤维增强环氧树脂复合材料层间剪切强度(ILSS)的影响。结果表明:辐照处理后的,碳纤维增强环氧树脂复合材料的界面明显得到改善,辐照接枝技术在一定的剂量范围内能够有效地提高复合材料的ILSS,但是过大的辐照剂量和接枝率不利于复合材料的界面改性。