PEO和CPAM对纸基摩擦材料原纸性能的影响

采用碳纤维、短切芳纶纤维、芳纶浆粕、竹纤维以及海泡石绒为原料,并用抄纸的方法抄造纸基摩擦材料原纸;通过在抄造浆料中添加聚氧化乙烯（PEO）和阳离子聚丙烯酰胺（CPAM）,探究了PEO和CPAM对浆料分散性能和纸张匀度和抗张强度的影响。结果表明,PEO对浆料有良好的分散作用,CPAM对纸张有很好的增强效果,当PEO用量为0.2%、CPAM用量为0.16%时,浆料分散效果最好,成纸的匀度最高。     

高性能复合纸基摩擦材料原纸抄造工艺的初步研究

采用碳纤维、短切芳纶纤维和芳纶浆粕、竹纤维以及海泡石绒为原料,通过湿法成形制备纸基摩擦材料原纸;探讨了原纸中海泡石绒对混杂纤维的分散作用,以及在羧基丁腈胶乳和阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)的作用下对填料、摩擦性能调节剂的吸附和粘结效用。实验结果表明:海泡石绒对混杂纤维有良好的分散作用,并能改善浆料的留着和纸页的匀度。     

芳纶短切纤维打浆工艺及机理

研究引入了另一种高性能纤维——芳纶1414纤维来代替芳纶1313纤维配抄芳纶纸，并对其进行了打浆处理，结果显示，纸张的抗张强度、撕裂度和绝缘性能有较大幅度提高，实验中还确定了短切纤维更适宜于PFI磨打浆，最佳打浆工艺参数为：纤维长度5mm，打浆间隙0．2mm，转数2000转。最后，研究了短切纤维打浆机理主要是通过层间相对滑动来提高纤维的柔软度，进而改善了纸张的匀度和纤维间结合状况，最终提高了芳纶纸的物理强度。     

浸渍工艺对高性能纸基材料摩擦性能的影响

通过碳纤维、短切芳纶纤维和芳纶浆粕作为增强纤维制备高性能摩擦材料原纸,然后用树脂对原纸进行浸渍制造汽车用纸基磨擦材料。研究了树脂种类、含量以及浸渍方式,对耐摩擦材料的孔隙率、摩擦性能和磨损的影响。实验结果显示:双酚A型-硼酚醛树脂作为黏结剂的性能优于酚醛树脂,在树脂含量27%左右,摩擦性能最好,磨损较小。浸渍加入氟橡胶可以提高摩擦材料的摩擦性能。     

氯仿改性芳纶纤维对芳纶纸强度性能的影响

通过正交实验优化出了氯仿溶液改性芳纶纤维的最佳工艺条件,并结合IR、XPs等仪器分析探讨氯仿增强芳纶纸强度性能的机理.结果表明,用11.10％乙醇水溶液+氯仿处理沉析纤维25 min,再用清水清洗2次后,与未处理的短切纤维抄造成纸,检测得出芳纶纸的抗张指数增加了65.5％,紧度提高了4 4％.改性后芳纶纸纤维表面的部分羰基转化成了羟基,增加了纤维间的界面黏结力,从而提高了纸张强度.     

对位芳纶沉析/短切纤维及其纸基材料性能的研究

为了解对位芳纶沉析纤维这种新型纤维和短切纤维的特性,并制备出高性能纸基复合材料,本文采用SEM表征了芳纶纤维的表观形貌;通过纤维质量分析仪(Morfi Compact)、保尔筛分仪测定了纤维的形态参数;分别探讨了沉析/短切纤维的处理工艺及配抄比例对纸基材料性能的影响,并利用TGA研究了纸基的热学性能。结果表明:短切纤维呈刚性圆柱状,两端粗细一致,表面光洁均整;沉析纤维呈薄膜褶皱状,形态细小,纤维均一性好,细碎化程度高,有利于纸基材料的匀度和强度;采用沉析纤维的打浆度60SR,短切纤维的分散剂用量0.3%,配抄比例7:3的工艺条件,将获得最佳机械性能和介电性能的芳纶纸基材料;这种纸基材料初始分解温度高达535℃,TG10%为560℃,说明其热学稳定性优异。     

碳纤维表面协同改性对纸基摩擦材料力学和摩擦学性能的影响

本研究分别采用多巴胺-端环氧基硅油与硝酸-端环氧基硅油体系改性碳纤维,对比了纤维表面形貌和化学官能团的变化,探究了化学协同改性机理。进一步表征了纸基摩擦材料的表面形貌、粗糙度及孔隙结构,研究了协同改性对纸基摩擦材料力学和摩擦学性能的影响规律。结果表明,硝酸-端环氧基硅油改性体系更有利于提升纸基摩擦材料力学强度和耐磨性,改性后纸基摩擦材料的拉伸强度和层间剪切强度分别较改性前提高了25.8%和23.6%,磨损率降至0.620×10^-8 cm³/J;相比于多巴胺预处理,硝酸刻蚀过程不仅可以增加后续端环氧基硅油接枝改性的活性位点,同时提高了碳纤维与树脂间的化学交联密度。     

碳纤维的化学处理及功能纸的研制

文章研究了化学助剂、氧化改性和偶联处理对碳纤维的分散和结合性能的影响,通过纤维分析仪图像考察了处理后纤维表面的形态,浆料的Zeta电位和吸光度及数码照片分析反映纤维的分散性能,并以不同比例碳纤维配抄纸浆制取功能纸,检测纸张的物理强度和体积电阻率。结果表明:4种化学助剂处理吐温的效果最佳,偶联改性能显著改善碳纤维的分散性能,并优于氧化改性,分散性的提高可增加功能纸的导电性和物理强度,碳纤维含量30%时达到导电材料的"渗滤阈值"。     

对位芳纶纤维的动态力学分析

基于对对位芳纶纤维及对位芳纶纸进行动态力学分析,探究了对位芳纶纤维在一定频率的交变力作用下的应变行为及纸基材料内部分子的运动。研究表明,温度由低到高时,对位芳纶纸基材料经历了玻璃态、高弹态、黏流态3种不同的状态;由于结晶度较高的对位芳纶短切纤维的贡献,配抄纸样的初始储能模量高于纯浆粕纤维;热压可以使芳纶浆粕纤维发生重结晶,提高结晶度,有利于改善纤维的储能模量;通过动态力学温度谱图,可以从微观角度说明抄造芳纶纸用的对位芳纶短切纤维和对位芳纶浆粕纤维的共混性很好。     

混合纤维纸基复合摩擦材料的研究

对纸基纤维复合材料的成型及有关影响因素进行了初步研究.采用剑麻纤维与芳纶纤维为原料,针对原纸的抄造、纸页与树脂的复合条件、材料的热压及强度性质等进行了实验,探讨了原纸定量、原纸纤维配比、剑麻浆打浆程度以及浸渍液树脂浓度等因素对材料强度的影响.     

对位芳纶磷酸化表面改性

为提高芳纶与基质材料的黏结性能。采用稀磷酸在芳纶表面进行高温浓缩磷酸化改性。结果表明：稀磷酸高温浓缩工艺能够对纤维表面进行有效的改性;XPS分析表明：稀磷酸浓缩改性可以在芳纶表面引入大量的磷元素;SEM分析表明：芳纶改性后,表面由光滑变为略微粗糙;红外光谱分析表明：芳纶纤维的改性使纤维表面引入了-P-OH,31P-NMR分析表明:改性芳纶结构中引入了二磷酸基团;X射线衍射和热失重分析表明：改性后的芳纶结晶结构没有变化,结晶度略有增加,热稳定性保持良好;在低磷酸浓度条件下,改性后的芳纶纤维力学性能保持良好。稀磷酸浓缩改性工艺流程短、改性速度快、成本低、具有良好的应用前景。     

FRP-水泥砂浆抗弯性能的研究

利用三点弯研究了水泥砂浆外贴碳纤维和芳纶纤维片材后的抗弯性能,并对2种纤维进行表面处理,探讨纤维的表面处理对FRP水泥砂浆体系抗弯性能的影响。结果表明,用等离子体分别对碳纤维和芳纶纤维进行表面处理,CFRP和AFRP水泥砂浆的最大断裂载荷都能显著提高,而且构件在受弯过程中没有发生剥离破坏,FRP被拉断,纤维高强的特点得到充分发挥。     

臭氧等离子体预处理对芳纶染色性能的影响

针对芳纶难以使用常规工艺进行染色和印花加工等问题,通过臭氧等离子体预处理芳纶织物后结合树脂改性以提升染色性能。研究了臭氧等离子体预处理对树脂改性芳纶表面元素和形貌的影响,探究了改性后芳纶织物的分散染料染色效果。结果表明:单独的臭氧等离子体处理对芳纶的染色效果改善并不明显,而臭氧等离子体预处理引入了丰富的活性基团并构建了粗糙的界面,显著提升了树脂的均匀分散性,使树脂和织物间的结合强度最高可提升104%,同时,大大提高了芳纶织物的分散染料上染率(98.6%)和表观染色深度(2.7),染色织物的色牢度得到有效提升,耐摩擦色牢度可达到服装面料使用要求。     

碳纤维纸基复合材料研究进展

碳纤维纸基复合材料是使用短切碳纤维与植物纤维或含有羟基等功能基团的纤维,通过湿法造纸工艺制备的具有特殊性能的功能复合材料,在导电、电磁屏蔽,导热,摩擦及电极等领域均已得到应用。随着应用推广的不断深入,引入碳纳米管/石墨烯的碳纤维纸基复合材料的研究和开发也逐渐成为研究热点。本文对近年国内外碳纤维纸基复合材料的研究进展进行了归纳总结,以期为碳纤维纸基复合材料的研究开发提供参考。     

采用AFM法表征芳纶短切纤维和沉析纤维表面黏附力

采用原子力显微镜(AFM)探针修饰技术,用芳纶沉析纤维薄膜对探针进行修饰,在水中测定了芳纶短切纤维和沉析纤维的表面黏附力,探究了不同pH值对芳纶短切纤维和沉析纤维表面黏附力的影响.实验结果表明,芳纶沉析纤维薄膜修饰的探针与芳纶短切纤维和沉析纤维之间的黏附力分别为1.71 nN和9.20 nN,沉析纤维分子间黏附作用力大于其与芳纶短切纤维间的黏附力,认为探针针尖与芳纶短切纤维和沉析纤维-NH-之间的相互作用与pH值相关,芳纶沉析纤维修饰的探针与芳纶沉析纤维之间的黏附力受pH值的影响较大.     

芳纶纤维的冷等离子体处理及其老化性能

为改善芳纶纤维与树脂基体之间的黏结性,采用氮气冷等离子体技术对芳纶纤维进行改性,借助扫描电子显微镜、原子力显微镜、X射线光电子能谱仪及接触角测量仪观察和分析纤维的表面形貌、化学组分、表面润湿性及表面能的变化。结果表明：样品处理后24 h内,纤维表面粗糙度提高,C 含量减少,N 和 O 含量增加,接触角由疏水转变为亲水,表面能增大;随着放置时间的延长,纤维表面粗糙度保持不变,非极性基团C—C 和C—H 含量增加,极性基团C—N、C—O 和NH—CO 含量减少,表面能降低,接触角增大,最后趋于稳定;放置28d后,接触角比未处理纤维降低了27.8°,表面能提升了87%,表明冷等离子体对表面的刻蚀和改性是永久的。     

电泳沉积碳纳米管和氧化石墨烯修饰碳纤维表面的研究进展

针对碳纤维表面极性官能团少,化学活性低,与基体间的界面结合强度弱等问题,综述了国内外关于电泳沉积碳纳米管和氧化石墨烯修饰碳纤维提高其复合材料力学性能的最新研究进展。阐述了在不同的电泳沉积工艺下,分别在碳纤维表面引入碳纳米管和氧化石墨烯,对修饰碳纤维表面及其复合材料力学性能的影响。总结了影响电泳沉积修饰碳纤维效果的因素,并提出了相应的建议。展望了电泳沉积修饰碳纤维表面的研究发展方向,指出对碳纤维、碳纳米管和氧化石墨烯进行预处理,添加辅助工艺的电泳沉积设备制造将会成为未来的重要研究方向。     

碳纤维的改性及其纸基功能材料性能的研究

为了提高碳纤维和所成纸基功能材料的性能,利用一定浓度的硝酸对碳纤维进行了改性。利用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）等分析手段对改性后碳纤维进行分析。结果表明：随着改性的进行,纤维亲水性明显提高,碳纤维在水中的分散性得到改善;碳纤维的石墨特征几乎没有变化,但观察到纤维表面受到明显的侵蚀。对纸基功能材料的物理检测结果表明：随着改性时间延长和温度的提高,碳纤维纸的匀度得到明显的改善,抗张指数呈先增加后降低的趋势,电阻率呈逐渐增大的趋势。综合考虑纤维改性效果和碳纤维纸性能的变化,确定最佳改性温度为60℃,改性时间为90min,此时碳纤维纸的抗张指数为14.2N·m/g,电阻率为0.153Ω.cm。