玄武岩纤维表面处理及其复合材料界面改性研究

为改善玄武岩纤维的织造性能及其复合材料的界面性能，本文采用表面偶联剂结合乳液型浆料上浆的方法对纤维进行表面处理，研究表明，采用乳液型浆料处理后，玄武岩纤维的织造性能得到显著改善，在上浆处理前对纤维进行表面偶联剂处理，可使玄武岩纤维／环氧复合材料的界面性能得到明显提高，从而实现了纤维织造性能与复合材料界面力学性能的共同改善。     

玻璃纤维/碳纤维织物基复合材料的电磁屏蔽性能

为增强碳纤维织物复合材料对电磁波的阻抗匹配性,减少二次反射,采用玻璃纤维调控碳纤维织物组织结构,并将其与水性聚氨酯复合,设计并制备了5种玻璃纤维/碳纤维(G/C)织物复合材料。借助超景深显微镜、矢量网络分析仪、模拟日光氙灯光源系统、红外热成像仪对G/C织物复合材料的形貌结构、电磁屏蔽性能、介电性能以及光热转化性能进行表征和分析。结果表明：在12.1 GHz下,纬纱采用2根玻璃纤维和单根碳纤维交替排列织造的G/C织物复合材料的屏蔽效能高达38.7 dB;G/C织物复合材料的组织结构变化可有效调控多种介电极化弛豫机制;G/C织物复合材料表面温度在模拟日光氙灯光源照射下响应速度快,其中玻璃纤维和碳纤维单根交替排列的G/C织物复合材料在2 kW/m²光照强度下照射300 s时,其表面温度可达71.8℃。     

增韧复合材料的G_Ⅰ断裂韧性有限元模拟

采用Abaqus有限元仿真软件建立二维壳单元模型以及内聚力模型,运用双线性本构模型以及二次名义应力准则,对以聚酰亚胺为增韧层的复合材料进行GⅠ断裂韧性模拟,同时通过改变法相刚度、能量释放率等参数探讨对复合材料性质的影响。结果表明,模拟结果与实际情况在曲线趋势上大体一致,随着能量释放率的增大,层间韧性也随之增大,主要是纤维的抽拔、断裂等塑性屈曲对能量的吸收所致。而法相刚度对于层间失效后的脆性断裂影响显著,较大的法相刚度会导致载荷-位移曲线上下波动较大,呈现出层间脆性特性。     

伽马射线辐照改性聚丙烯腈原丝及聚丙烯腈基碳纤维的研究进展

聚丙烯腈(PAN)基碳纤维由于性能优异、制备工艺简单,被广泛应用于各产业,但其存在表面化学惰性强、力学性能仍有很大提升空间等问题,为此研究人员提出了多种改性方法。其中,γ射线辐照是一种能够实现碳纤维表面活性和力学性能协同提高的改性方法,并且能够应用于PAN基碳纤维制备(PAN原丝)及其后处理全过程。本文概述了γ辐照对PAN原丝和PAN基碳纤维的微观结构、表界面性能和力学性能等方面的影响,重点总结了γ辐照下PAN原丝分子结构的演化机制,原丝辐照对成品碳纤维力学性能的影响,γ辐照下碳纤维不同微区结构演化和力学性能的关系,展望了未来γ射线辐照改性PAN基碳纤维的发展方向与前景。     

面向柔性外骨骼机器人的纺织材料研究现状

基于纺织材料的柔性外骨骼机器人有效解决了刚性外骨骼机器人顺应性差、笨重、穿戴舒适性差等问题。文章介绍了柔性外骨骼机器人的发展现状,重点介绍了主要的驱动结构（包括线驱动、气动肌肉和液压驱动等）,柔性外骨骼机器人主要采用的纺织材料（形状记忆材料、电活性聚合物、碳纤维和水凝胶材料等）,并剖析了纺织材料在柔性外骨骼领域应用所面临的困难,并提出了今后的发展方向。     

采用近红外光谱技术定性鉴别混合浆料中PVA的研究

利用近红外光谱法建立一种定性分析PVA存在的方法.将不同PVA含量的混合浆料样品与纯变性淀粉浆料样品进行近红外全波普段的光谱扫描,通过一阶导数法+中心化的方法进行光谱预处理,建立PVA的PLS近红外定性分析数学模型.所建模型的阈值为0.20,建模集的样品识别准确率可达到100%,检验集的样品识别率、误判率分别为96.67%、3.33%.实验结果表明:应用近红外光谱技术建立PVA定性分析模型的方法是可行的.     

非茂钛配合物催化乙烯/α-烯烃共聚制备聚烯烃弹性体

以(2,4-tBu_2-6-PPh_2-C_6H_2O)_2TiCl_2/MAO体系催化乙烯/α-烯烃(1-己烯、1-辛烯、1-癸烯)共聚,合成了一系列高相对分子质量聚烯烃弹性体。采用核磁共振、差示扫描量热分析、X射线衍射和材料拉伸试验等对共聚物的结构、热性质和力学性能进行了表征。共聚物的重均相对分子质量高于4.0×10~5,相对分子质量分布为2.00左右,共聚单体插入率在摩尔分数4.0%~10.1%可调。研究表明,随α-烯烃插入率的增加,共聚物的熔融温度和结晶度逐渐降低,断裂伸长率逐渐增大。当共聚单体摩尔分数达到4.0%时,共聚物在拉伸过程中没有明显的应变软化,并且伴随有应变硬化现象,进一步增加共聚单体含量,弹性回复率可高于80%。     

碳纤维/聚芳基乙炔复合材料界面特性的原子力显微镜研究

为深入研究复合材料界面特性,分析复合材料界面改性机理,采用原子力显微镜以力调制模式研究了单向碳纤维/聚芳基乙炔 (CF/PAA) 复合材料横截面的表面形貌和硬度,得到了材料中各相的形态、分布和相对硬度等信息。通过对硬度图像进行统计学分析得到材料表面硬度分布直方图,对不同方法改性后的复合材料界面相特性进行了分析和比较。研究表明,CF未经表面改性处理时,复合材料中无明显的界面相出现,氧化处理后界面上出现硬度变化区域,界面相结构变得复杂,氧化结合高碳酚醛涂层处理后可以获得更为完善的界面相,在纤维与基体间形成一个模量适中的过渡区域,使材料的界面力学性能显著提高。      

VARI制备高长径比复合材料的树脂流动研究

对VARI制备高长径比复合材料过程中的树脂流动行为进行模拟与实验研究,利用PAM-RTM软件模拟树脂流动过程,讨论了各工艺参数对树脂流动的影响,并通过实验测试对模拟结果进行了验证与比较。研究表明,纤维增强体孔隙率越大、注射压力越大和树脂粘度越低,树脂的填充速度越快。在模具直径φ4 mm、注射压力0.3 MPa、树脂粘度≤0.9Pa˙s和纤维体积分数≤60%的情况下,可以实现较长试件的快速注射,所需注胶时间最高不超过2 h。