剑麻纤维/玻璃纤维/酚醛树脂复合材料的性能研究

采用剑麻纤维和玻璃纤维与酚醛树脂共混，制备纤维混杂复合材料；测定其弯曲强度、弯曲模量、无缺口冲击强度、电性能以及耐水浸泡性能；借助扫描电子显微镜观察复合材料的形态结构，并进行理论分析。初步探讨了复合材料的界面行为。结果表明，复合材料在力学性能方面出现正的混杂效应，吸水性能大大降低，在电性能方面没有很大影响。     

表面处理方法对剑麻纤维/酚醛树脂复合材料性能的影响

分别采用碱、硅烷偶联剂、阻燃剂对剑麻纤维(SF)进行表面处理,采用模压成型工艺制备了SF/酚醛树脂(PF)复合材料。研究了SF表面处理方法对SF/PF复合材料的摩擦磨损性能、力学性能、吸水性的影响,借助扫描电镜观察了复合材料磨损面的形貌。结果表明:SF经阻燃剂处理后,SF/PF复合材料的磨损体积为0.00053cm3,比未处理的SF/PF复合材料减少了77.2%;SF经硅烷偶联剂处理后,SF/PF复合材料的冲击强度、弯曲强度分别比未处理的SF/PF复合材料提高18.7%、15.4%,且耐水性也有一定改善。     

SF含量对SF/PF动态力学和摩擦性能影响

将不同含量碱处理的剑麻纤维(SF)与酚醛树脂(PF)粉末、填科等在塑炼机上熔融混炼,通过模压成型工艺制备SF/PF复合材料,研究了SF含量对SF/PF复合材料力学性能、动态力学性能、摩擦磨损性能的影响,并借助SEM观察SF/PF复合材料磨损面的微观形貌.结果表明,SF含量(质量分数,下同)为15%时,SF/PF复合材料的冲击强度、弯曲强度分别为5.58 kJ/m2和67.69MPa,玻璃化转变温度(tg)达到204℃.与未加SF复合材料的相比tg提高13℃;SF含量为10%时,SF/PF复合材料的磨损体积为4.6×10-4cm3.SEM观察表明,sF含量10%时,SF与PF间的界面粘结性良好.     

剑麻纤维／酚醛树脂复合材料研究

本文采用碱处理、硅烷偶联剂处理、化学接枝和热处理等物理化学方法，对剑麻纤维进行改性。研究了改性后短剑麻纤维／酚醛树脂复合材料的弯曲性能、无缺口冲击强度和布氏硬度，借助扫描电子显微镜观察了复合材料的弯曲断口形貌，并研究了剑麻纤维的不同处理方法对复合材料耐水浸泡性的影响。结果表明：剑麻纤维经硅烷偶联剂处理后，能有效改善刚性的剑麻纤维与脆性的酚醛树脂基体之间的粘结，从而提高了复合材料的综合力学性能，剑麻     

剑麻纤维/酚醛树脂复合材料力学性能的研究

采用剑麻纤维(SF)与酚醛树脂(PF)混合、辊炼、模压成型,制备SF/PF复合材料,并对其复合材料的冲击强度、弯曲强度、弯曲模量等进行测试。结果表明,剑麻纤维的表面处理方式、纤维的含量、纤维的长度以及与玻璃纤维混杂对复合材料体系力学性能影响较大。     

碱处理对酚醛树脂/剑麻纤维复合材料性能的影响

用碱处理方法对剑麻纤维(SF)进行表面改性,再与酚醛树脂(PF)混合、塑炼、模压成型,制备了PF／SF复合材料,对其冲击强度、弯曲强度、耐磨性、吸水性及热性能进行测试,借助偏光显微镜和扫描电子显微镜观察、分析了复合材料的形态结构。结果表明,经碱处理的SF提高了PF／SF复合材料的综合性能,其原因与界面作用得到加强有关。     

纤维种类对车用酚醛树脂力学性能和摩擦性能的影响

制备酚醛树脂/碳纤维(PR/CF)及酚醛树脂/芳纶纤维(PR/AF)共混材料,并分析了纤维种类及用量对共混材料力学及耐磨性能的影响。结果表明:AF的加入可明显提升PR的热稳定性,增强纤维的加入可以明显提高复合材料的力学性能;在不同的压力及滑动速度下,纤维占比增加,复合材料的摩擦系数不断提高,磨损率则呈现下降的趋势,且同一配比下,PR/AF复合材料的摩擦系数高于PR/CF复合材料,磨损率则低于PR/CF复合材料;AF与PR间可形成结构紧密的摩擦层,对提高材料的力学性能及耐磨性能具有明显作用。     

摩擦膜特征对陶瓷增强酚醛树脂基材料摩擦性能影响

针对目前对于摩擦膜物理特征与材料摩擦性能之间关系的研究较少的情况,选用大尺寸石英颗粒与酚醛树脂基体进行复合,利用销–盘式摩擦试验机对其摩擦磨损性能进行测试.摩擦结束后,采用纳米/微米压痕法表征颗粒表面摩擦膜的力学特性,并通过扫描电子显微镜观察摩擦膜微观形貌.测试结果显示,酚醛树脂粘结剂在21.9％～29.4％时,摩擦系...     

聚砜改性酚醛树脂玻纤增强模塑料的热老化研究

研究了聚砜改性酚醛树脂玻纤增强模塑料在200℃、230℃的热老化过程中的力学性能、电学性能的变化情况。结果表明，热老化后，材料的性能(弯曲强度除外)虽有所下降，但仍能满足使用要求，说明此种模塑料具有良好的热稳定性，能在200℃下长期使用。     

蛭石片增强改性酚醛树脂作用机理研究

针对研制的蛭石片增强改性酚醛新型摩擦材料,探讨了片状增强体在摩擦材料中的作用机理,研究表明：片状蛭石具有适于用作摩擦材料的优异增强性能、磨擦磨损性能和珠含量和径厚比是影响摩擦材料性能的主要因素。     

剑麻纤维增强热塑性淀粉复合材料的制备及性能研究

为研究剑麻纤维增强的热塑性淀粉复合材料的制备工艺及热稳定性,以玉米淀粉为原料,先制得热塑性淀粉,再以剑麻纤维为骨架增强体制备剑麻纤维增强热塑性淀粉复合材料,通过正交试验优化制备工艺,DSC、TG/DTG、SEM分析其热稳定性及结构。正交试验表明,各因素对材料抗拉强度影响的主次顺序为纤维长度 >纤维用量 >模压成型温度 >填料用量;最佳工艺条件为纤维长度15mm、纤维用量35g、模压成型温度200℃、填料用量5g,此时材料的抗拉强度可达到4.45MPa。利用差示扫描量热分析和热重分析分别对热塑性淀粉及剑麻纤维复合材料的热稳定性进行了分析,结果表明,热塑处理提高了淀粉的熔融温度,有利于淀粉与纤维素羟基间的氢键结合,且热塑过程在一定程度上降低了淀粉的热稳定性;剑麻纤维复合材料的热降解过程主要发生在200~400℃温度区间。SEM分析显示最佳工艺条件下得到的复合材料具有较好的泡孔结构。     

剑麻柄处理方法对剑麻纤维／脲醛树脂复合材料的性能影响

采用碱处理、偶联剂处理、醋酸处理等方法，对剑麻柄进行处理，再与自行合成的脲醛树脂(UF)进行捏合、模压，制成剑麻纤维／脲醛树脂共混复合材料。研究了碱处理最佳工艺以及不同处理方法对复合材料的力学性能、耐磨性、耐水性、电性能和热性能的影响，并与木粉／UF复合材料的性能进行了对比。结果表明：剑麻柄的处理方法对复合材料的电性能、热性能和吸水性影响不大；采用乙酰化处理剑麻柄时，复合材料强度较高。耐磨性好，此时剑麻纤维／UF复合材料的各项性能接近木粉／UF复合材料的性能     

酚醛树脂/镀银碳纤维导热复合材料的制备与性能

采用化学镀的方法在碳纤维(CF)上镀一层银膜,然后采用搅拌混合的方法制备了酚醛树脂/镀银碳纤维(Ag-CF)导热复合材料,通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线能量色散光谱仪(EDS)等方法对其结构和性能进行表征。结果表明,大量的银粒子均匀分布在CF表面;酚醛树脂/Ag-CF导热复合材料的导热系数、冲击强度和拉伸强度随着Ag-CF含量的增加而逐渐增加;Ag-CF的含量为7.0 %时,酚醛树脂/Ag-CF导热复合材料的综合性能最优,此时其导热系数为1.25 W/(m·K),冲击强度和弯曲强度分别为66.7 kJ/m2和139.2 MPa;残炭率为30 %时,添加量为7.0 %的复合材料对应温度为 500 ℃,高于纯酚醛树脂的 450 ℃。     

短切芳纶纤维增强酚醛泡沫性能的研究

为了改善酚醛泡沫的性能,选用短切芳纶纤维作为增强材料,考察了不同短切芳纶纤维用量对酚醛泡沫压缩强度、压缩弹性模量、泡孔结构以及热稳定性能的影响。结果表明,短切芳纶纤维可以有效地增强酚醛泡沫的压缩性能。随着短切芳纶纤维用量的增加,酚醛泡沫的压缩强度和压缩弹性模量呈现先增加后减小的变化趋势。当短切芳纶纤维用量为4份时,酚醛泡沫的压缩强度比未添加短切芳纶纤维的酚醛泡沫提高约38%。短切芳纶纤维用量影响酚醛泡沫的泡体直径及其分布。当短切芳纶纤维用量为8份时,短切芳纶纤维在酚醛泡沫中的分布很不均匀,酚醛泡沫脆断截面上泡体破损现象较为严重,集束分布的短切芳纶纤维对酚醛泡沫的结构和力学性能带来不利影响。添加短切芳纶纤维可以明显提高酚醛泡沫在高温条件下(400℃)的热稳定性。     

模压工艺参数对热塑性PF/CF复合材料力学性能的影响

采用浓硝酸对短切碳纤维(CF)进行表面氧化处理,利用模压法制备了热塑性酚醛树脂(PF)/CF复合材料,讨论了成型温度和保压时间等模压工艺参数对复合材料力学性能的影响。结果表明,无论保压时间和CF含量如何变化,成型温度为170℃时的复合材料弯曲强度和缺口冲击强度总体上均比成型温度为150和160℃时的高,且在成型温度为170℃的条件下,不同CF含量的复合材料力学性能在保压时间为15 min时出现最大值的次数最多。据此,确定了短切CF质量分数在5%~25%范围内的热塑性PF/CF复合材料模压成型最佳工艺参数为成型温度170℃、保压时间15 min。     

碳纤维布表面处理对酚醛树脂复合材料力学性能的影响

以碳纤维布(CB)为增强相,丁苯橡胶为增韧剂,酚醛树脂(PF)为基体,通过模压成型工艺制得了PF/CB复合材料,研究了CB表面处理方式、丁苯橡胶含量及加工成型温度对PF/CB复合材料的界面结合及力学性能的影响。结果表明,丙酮处理CB、氧化处理CB及加工成型温度的提高都能改善纤维与基体的结合程度,提高界面结合力。但氧化处理CB随着加工成型温度的提高,易断裂,对复合材料的增强作用有所减弱。丁苯橡胶加入量为12%时PF的加工及冲击性能为最佳。     

连续碳纤维增强热固性酚醛树脂复合材料的3D打印工艺及性能研究

针对连续碳纤维增强热固性酚醛树脂复合材料3D打印成型工艺的技术难题,本文提出了浸渍-原位预固化-后固化的3D打印成型方案,实现了连续碳纤维增强热固性酚醛树脂复合材料的3D打印成型,并研究浸渍温度对酚醛树脂接触角与表面张力,以及打印工艺对样件形貌和力学性能的影响规律。结果表明:当浸渍温度为40 ℃,预固化温度为180 ℃时,纤维-树脂界面结合效果最佳,原料具备成型条件;当打印间距为0.5 mm时,样件的弯曲强度及模量达到最大值,分别为660.00 MPa和57.99 GPa,层间剪切强度达到20.14 MPa。此连续碳纤维增强热固性酚醛树脂复合材料一体化制备工艺解决了3D打印热固性树脂原位成型难的问题,为制备具有复杂结构的连续纤维增强热固性树脂复合材料提供了参考。     

PVC/改性剑麻纤维木塑复合材料的紫外加速老化性能研究

采用KH-550偶联剂对剑麻纤维进行改性处理,然后与聚氯乙烯（PVC）树脂、光稳定剂以及其他助剂通过塑炼、模压成型制备PVC基木塑复合材料板材,然后对其进行紫外加速老化试验。光稳定剂为自制的3种二苯甲酮类聚合型光稳定剂P(HABP-co-MTMP-co-OA)、P(HABP-co-MTMP-co-mPEGA)、 P(HABP-co-MTMP-co-OA-co-mPEGA)与目前常用的紫外线吸收剂UV-0、UV-531。测试了老化前后的拉伸强度保持率、表面接触角、热萃取损失率变化情况对PVC/改性剑麻纤维复合材料的紫外光老化性能的影响。结果表明,添加高分子光稳定剂的PVC/改性剑麻纤维复合材料具有优于添加UV-0、UV-531紫外光吸收剂的综合耐紫外光老化性能,尤其是P(HABP-co-MTMP-co-OA-co-mPEGA)光稳定剂对木塑复合材料的紫外光老化效果最好;3种高分子光稳定剂的添加使PVC/改性剑麻纤维复合材料的表面纤维裸露程度以及微小裂纹明显少于未添加光稳定剂的PVC/改性剑麻纤维复合材料。     

环氧液晶/酚醛树脂复合材料的摩擦磨损性能研究

利用自行合成的端基为环氧基的热致性环氧液晶(LCE)与酚醛树脂(PF)通过熔融挤出进行原位复合制备了LCE/PF复合材料。研究了LCE含量对LCE/PF复合材料力学性能、硬度及摩擦性能的影响,使用扫描电子显微镜(SEM)观察了复合材料的磨损面形貌,分析了复合材料的摩擦磨损机理。研究结果表明:LCE含量为2.5%时,摩擦系数比未加LCE的稳定,力学性能也有所提高;在各温度下,LCE含量为7.5%的复合材料的体积磨损率比未加LCE的复合材料的小达,到了GB 5763—2008的要求。