PPS/GF混纤纱复合材料的制备及力学性能研究

制备了混纤纱结构的聚苯硫醚（PPS）/玻璃纤维（GF）织物,通过模压成型制备复合材料层压板。研究了质量含量为20 % PPS和80 % GF的复合材料的成型温度、成型时间等因素对复合材料层压板力学性能的影响。通过扫描电子显微镜对不同工艺条件下复合材料的微观形貌进行了观察, 研究了工艺条件对空隙的影响规律。结果表明,在成型温度为320 ℃、成型压力为2.0 MPa,成型时间为10 min时,连续PPS/GF复合材料层压板的力学性能达到最优值,其拉伸和弯曲强度分别为（502.9±2.9）、(530.1±5.6) MPa。     

纳米Al2O3改性树脂基复合材料及体育应用性能

针对传统树脂基复合材料力学性能差,抗冲击性低等问题,以纳米Al₂O₃、CFF和PA6为原料,采用传统叠层模压的方式,制备一种体育器材用的层压板,并对制备层压板的力学性能和最佳工艺进行了探讨。结果表明,在模压温度230℃,热压压力3MPa,保压时间15min的条件下,制备的层压板力学性能最佳,其弯曲强度、层间剪切强度和缺口冲击强度分别达到250.3MPa、87.1MPa和56.1MPa;在加入6%（wt）的纳米Al₂O₃后,层压板弯曲强度和垂直于纤维铺层方向的冲击强度分别在最佳力学性能基础上达到387.6MPa和80.3MPa。     

连续CF增强PEEK复合材料层压板的制备工艺

采用熔融浸渍法制备了连续碳纤维(CF)增强聚醚醚酮(PEEK)复合材料预浸带,并层压成型制备复合材料层压板。研究了成型温度、成型压力、成型时间、纤维含量等因素对复合材料层压板力学性能的影响。结果表明,在成型温度为370℃、成型压力为12 MPa、成型时间为70 min、纤维含量为61%的工艺条件下,连续CF增强PEEK复合材料层压板的力学性能达到最优值,弯曲强度和弯曲弹性模量分别达到(1 750.76±49.13)MPa和(107.54±6.35)GPa,层间剪切强度达到(100.04±6.88)MPa,缺口冲击强度为(84.44±1.54)k J/m2。随着冷却速率的增大,复合材料层压板的弯曲性能和层间剪切强度下降,而缺口冲击强度提高。SEM分析表明,复合材料层压板的界面粘结良好。     

石墨烯复合UHMWPE纤维增强UHMWPE层压板的制备及性能

以超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)为基体,石墨烯复合UHMWPE纤维织物为补强材料,采用优化层压工艺制备石墨烯复合纤维增强UHMWPE层压板,研究了石墨烯复合UHMWPE纤维用量对UHMWPE层压板拉伸、弯曲、热稳定性能的影响规律。结果表明:石墨烯复合UHMWPE纤维可显著增强UHMWPE层压板的力学性能,也可略微增强UHMWPE层压板的热性能。石墨烯复合UHMWPE纤维质量分数为4.5%,3.0%时,UHMWPE层压板拉伸强度和弯曲强度分别达到最大,为1 472.50,615.11 MPa;石墨烯复合UHMWPE纤维织物铺设方式对UHMWPE层压板拉伸强度、弯曲强度也有较大影响。     

竹棉弧形色织提花织物的开发

介绍了竹棉弧形色织提花织物的生产过程,以优质棉纱和竹纤纱为原料,平纹和四枚不规则斜纹作组织,白、灰、青纱线相间排列,采用弧形织物的织造技术,经过丝光和免烫整理,开发出线条柔美高档的夏季服装面料。     

GF/PP混纤纱及其复合材料性能初探

通过实验,对混纤纱制备热塑性复合材料进行了相关的工艺探索,并对试样进行了测试。结果表明,采用混纤纱法制备的热塑性复合材料制品的综合力学性能比SFT、LFT、GMT均优异,仅次于Twintex。随着玻纤含量的提高,混纤纱的拉伸强度、拉伸模量均明显提高,而弯曲强度和弯曲模量则呈现出先升后降的趋势。试验指出了存在的有关原材料本身和混纤工艺存在的问题,并提出了解决方法和今后的研究方向。     

芳纶/碳纤维混杂机织复合材料的力学性能研究

分别以芳纶和碳纤维(CF)为经、纬向纱,采用小样织机制备了不同经纬密度的芳纶/CF混杂平纹织物;以环氧树脂为基体,采用真空辅助树脂转移成形方法制备芳纶/CF混杂织物增强复合材料(简称复合材料);分析了复合材料的力学性能。结果表明:在经向纱(简称经纱)、纬向纱(简称纬纱)的纤维种类分别相同时,复合材料的弯曲强度随经向密度增大而增大;以芳纶为经纱时,复合材料的弯曲模量和拉伸模量随着经纱的密度增大而减小,而复合材料的拉伸强度和断裂伸长率随着经纱密度的增大而增大;以CF为经纱时,复合材料的弯曲模量随着经纱密度的增大而增大,且弯曲强度和弯曲模量均高于以芳纶为经纱时的复合材料。     

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。     

铺放成型工艺参数对复合材料板材弯曲强度和层间剪切强度的影响

为得出铺放成型过程中热风枪温度、铺放速度、压力辊压力、压力辊温度和底板温度五个工艺参数对复合材料板材弯曲强度和层间剪切强度(ILSS)的影响,用自制连续玻璃纤维增强聚苯硫醚预浸带进行铺放成型实验制备复合材料板材,分别用正交试验和单因素实验研究其规律。结果表明,压力辊压力对板材ILSS影响最大,底板温度对ILSS影响最小,铺放速度对弯曲强度影响最大,压力辊温度对弯曲强度影响最小。在合适的范围内,降低铺放速度,升高压力辊压力,选择适中的热风枪温度、底板温度和压力辊温度,有利于材料弯曲性能和ILSS的提升。在铺放小车速度为40 cm/min、压力辊压力为0.4 MPa、压力辊温度为240℃、热风枪温度为340℃和底板温度为240℃的条件下,GF/PPS复合材料板材的层间剪切强度和弯曲强度达到最优值,分别为79.94 MPa和1097.37 MPa。     

增强体织物组织结构对曲面复合材料力学性能的影响

为了探究曲面复合材料中增强体织物组织结构对其力学性能的影响,采用不同组织结构（平纹、斜纹、缎纹、无纬结构）的玄武岩织物,浸渍在环氧树脂与固化剂混合溶液中,在特制模具中加压复合成型制备了一系列曲面复合材料。采用3点弯曲试验法对曲面复合材料的弯曲强度和弯曲模量进行了测试,并且研究了曲面复合材料的冲击性能以及顶破强力及其破坏机理。结果表明,平纹增强体的玄武岩曲面复合材料弯曲性能最佳;组织结构为缎纹的玄武岩曲面复合材料冲击性能最佳,弯曲强度和平纹相近,在顶破强力上缎纹结构略低于斜纹结构。     

玻璃纤维/嵌段共聚聚酰亚胺复合材料力学性能的研究

采用热塑性聚酰亚胺膜熔渗法,制备了单向玻璃纤维/嵌段共聚聚酰亚胺膜层压复合材料,考察了嵌段共聚聚酰亚胺的理论分子量、嵌段比(由BPDA段含量表示)对复合材料力学性能的影响。结果表明,分子量和嵌段比能显著影响嵌段共聚聚酰亚胺的分子链柔性,复合材料的弯曲强度、弯曲模量、层间剪切强度和冲击强度均随理论分子量的增大或刚性段含量的增加呈现出先增加后降低的趋势,最大弯曲强度、最大弯曲模量、最大层间剪切强度和最大冲击强度分别达到1224.52MPa、31.82GPa、70.56MPa和447.55kJ/m2。     

一种低粘度双马树脂及其复合材料的性能研究

对一种适用于RTM工艺的低粘度双马树脂QY8911-Ⅳ进行了研究,考察了树脂体系的粘度特性和固化特性,并对不同后固化温度下的树脂固化物的耐热性、力学性能及吸水性等进行了全面考察。结果表明,该树脂体系具有粘度低(80℃为200mPa·s)、固化收缩小(1%)、耐热性好(T_g为260℃)、力学性能好(弯曲强度为170 MPa、冲击强度为20 kJ/m~2)和吸水率低(0.39%)等特点。选择合适的注射工艺和固化工艺,以此树脂为基体,采用RTM工艺,制备出了碳布增强的复合材料,并对其力学性能进行了测试,其弯曲强度和冲击强度分别为754 MPa和110.9 kJ/m~2。     

机织/针织混合铺层对复合材料力学性能的影响

为使纺织复合材料同时具有机织结构复合材料和针织结构复合材料的综合力学性能,通过混合铺层方式制备机织/针织混合结构复合材料。以芳纶机织平纹织物和针织罗纹织物为增强体,以环氧树脂为基体,调整复合材料中增强体的铺层顺序,利用真空辅助成型技术制备四层层压机织/针织混合结构复合材料。通过对复合材料拉伸性能、弯曲性能和冲击性能的测试,分析混合铺层和铺层顺序对芳纶环氧树脂复合材料力学性能的影响。结果表明,混合铺层和铺层顺序对芳纶环氧树脂复合材料的弯曲强度和冲击强度有较大影响,特别是对罗纹结构复合材料纬向弯曲强度和冲击强度的改善。当采用相同铺层方式,罗纹织物为受力面时,机织/针织混合结构复合材料具有较大弯曲强度和冲击强度。     

Improvement in the bonding strength of laminated composites by using air‐textured core‐and‐effect glass yarns

Delamination is the most common failure mode in laminated composites due to the reduced strength in the through‐the‐thickness direction. Air‐jet texturing was used to produce bulk and loops in the yarn, which provides more surface contact between the fibers and the resin. The development of core‐and‐effect textured glass yarns and the effect of texturing parameters were presented in the previous article. This article describes the effect of texturing on the mechanical properties including tensile properties, flexure properties, interlaminar shear strength (ILSS) and fracture toughness (Mode I) of glass laminated composites. The composites of plain and twill weave fabrics were developed from both the textured and nontextured yarns. It was observed that the tensile properties decreased and the flexure properties remained unchanged after texturing. However, significant improvement was observed in ILSS and the Mode I fracture toughness of the composites after texturing. The bulkier, loopy structure of the textured yarn provided more surface contact between the fiber and the resin and significantly improved the bonding strength. POLYM. COMPOS., 2012. © 2012 Society of Plastics Engineers     

Effect of fabric structure on the permeability and regeneration ability of porous SiCf/SiC composite prepared by CVI

In this paper, porous SiC_f/SiC composites are prepared by chemical vapor infiltration of SiC matrix on stitched fibrous preforms with different fabrics laminate structure. The microstructure of the fibrous preforms before and after infiltration of SiC matrix and the permeability and the regeneration efficiency of the porous SiC_f/SiC composites with different laminate structure have been determined. Experimental results show that the porous SiC_f/SiC composites with twill fabrics laminate structure exhibits a higher permeability with a higher volume porosity and mean pore diameter. In comparing the regeneration ability of two types laminate structure filter medium, as expected, the twill fabrics laminate structure exhibits a better regeneration efficiency than the plain fabrics laminate structure due to its higher air permeability.     

Effect of the dissolution time on the structure and properties of lyocell‐fabric‐based all‐cellulose composite laminates

In this study, all‐cellulose composite laminates were prepared from lyocell fabric with ionic liquid (1‐butyl‐3‐methyl imidazolium chloride), a conventional hand layup method, and compression molding. Eight layers of lyocell fabric, which were impregnated with ionic liquid, were stacked symmetrically and hot‐pressed under compression molding for various times; this resulted in the partial dissolution of the surface of the lyocell fibers. The dissolved cellulose held the laminas together and resulted in a consolidated laminate. Finally, the prepared laminate was impregnated in water to remove the ionic liquid and to regenerate a matrix phase in situ; this was followed by hot‐press drying. Optical microscopy and scanning electron microscopy studies were used to analyze composite structures. With increasing dissolution time, the void content in the composites decreased, and the interlaminar adhesion improved. For LC‐2h and LC‐3h, the highest tensile strength and modulus values obtained were 48.2 MPa and 1.78 GPa, respectively. For LC‐4h, the highest flexural strength and modulus values obtained were 53.96 MPa and 1.2 GPa, respectively. © 2016 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2016 , 133, 43398.     

酸化石墨烯改性环氧树脂及其碳纤维复合材料力学性能研究

针对石墨烯在复合材料增强增韧上的应用,对石墨烯进行了酸化处理,采用超声分散方法制备酸化石墨烯/环氧树脂(EP)浇注体,并在此基础上制备了酸化石墨烯/碳纤维(CF)/环氧树脂(EP)复合材料。分别利用红外光谱和透射电镜表征了酸化石墨烯表面结构和微观形貌,利用拉伸、弯曲、冲击等机械测试手段评价了酸化石墨烯改性EP和CF-EP的力学性能,并利用扫描电镜对复合材料拉伸断面形貌进行观察。试验结果表明:石墨烯酸化处理后,成功在表面引入了羟基、羧基等极性基团;酸化石墨烯可对EP和CF/EP进行有效增强增韧,当其添加量为0.2wt%时,EP拉伸强度和冲击强度分别提高了23.3%和109.8%,CF/EP拉伸强度、弯曲强度分别提高了6.0%和10.6%,当酸化石墨烯添加量为0.5wt%时,CF/EP复合材料层间剪切强度提高了7.4%。微观形貌分析表明,酸化石墨烯对CF/EP增强改性主要是通过对EP进行增强增韧,同时提高CF和EP之间的界面性能来实现的。     

不同工艺碳纤维增强复合材料构件的力学性能

针对碳纤维增强复合材料在电动汽车车身上的应用,分别采用手糊、真空袋压和模压三种成型工艺,设计制备了碳纤维增强复合材料层合板和双帽形管件两种实验样件。对样件进行了单向拉伸和三点弯曲试验,对构件的力学性能、表面质量、微观结构和破坏形式进行了比较,并分析了不同工艺性能存在差异的原因。研究表明:采用模压工艺成型的复合材料结构件气泡少,孔隙率小,表面质量最好;模压成型的层合板拉伸强度比手糊成型的提高了14.39%,管件弯曲强度比手糊成型管件提高了一倍,比真空袋压成型管件提高了47.58%。研究证实模压成型相对于手糊和真空袋压工艺,产品具有较优良的力学性能和一致性,较适合于电动汽车等轻量化结构的成型。