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。     

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。     

γ-射线辐照对芳纶纤维复合材料力学性能的影响

本文研究了γ-射线辐照处理对三维编织芳纶纤维增强铸型尼龙(简称K3D／MCPA)复合材料力学性能的影响。研究表明，经γ线处理的芳纶纤维，表面氧含量有所提高，纤维表面活性增大；纤维经表面处理后的弯曲强度、弯曲模量及剪切强度均比未处理的高，但冲击强度较低。     

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。     

γ-射线辐照对聚丙烯腈纤维结构和强度的影响

采用γ-射线辐照方法对在氮气介质中的聚丙烯腈纤维进行处理,探索辐照剂量对纤维单丝拉伸强度和复合材料界面性能的影响。研究结果表明：在辐照剂量10-1000kGy范围内,随着辐照剂量的增加纤维单丝拉伸强度逐渐降低,同时辐照使得复合材料的层间剪切强度降低。进而采用原子力显微镜（AFM）对纤维表面形貌进行观察,用红外光谱（FT-IR）表征纤维表面化学结构,用X射线衍射（XRD）分析结晶状态,用差示扫描量热仪（DSC）测定纤维的耐热性能。     

表面处理工艺对碳纤维复合材料的ILSS及界面形貌的影响

考查了不同表面处理工艺对碳纤维复合材料层间剪切强度及层面、断面形貌的影响。通过材料实验机测得碳纤维及其复合材料的拉伸强度和层间剪切强度,并通过扫描电镜分析评价不同电导率对复合材料ILSS的影响。结果表明,12ms/cm是表面处理工艺中电导率的较优选择;碳纤维的层间剪切强度随电量的变化符合"层进式物化双效模型";制备高层间剪切强度碳纤维和复合材料时,较优的电解质是NaOH,较优的电解液浓度为2%,较优的电量为10C/g;本工艺条件下制得的SYT49碳纤维层面形貌与东丽T700G碳纤维相似。     

复合理论预测国产碳纤维复合材料筋拉伸强度的离散性研究

采用经典复合材料混合率公式[σ]=σfVf+σm(1-Vf)预测国产碳纤维复合材料(CFRP)筋拉伸强度与实测值存在较大误差。本文通过大量实验分析,分别研究复合材料界面粘结性不同,碳纤维、树脂力学性能、体积含量不同,以及复合材料宏观尺寸、形貌差异等对国产CFRP筋拉伸强度及其预测值的离散性影响规律,并对影响因素进行评价。综合试验数据,提出CFRP筋轴向拉伸强度混合率公式修正因子。     

γ射线辐照对PVAL/Gel共混膜拉伸性能的影响

将明胶(Gel)按不同比例加入到聚乙烯醇(PVAL)溶液中,制备Gel质量分数分别为0%,5%,10%,15%和20%的混合溶液,混合均匀后分别浇铸到用硅纸覆盖的玻璃板上制备PVAL/Gel共混膜。研究了用不同剂量的γ射线(60Co)辐照对共混膜拉伸性能的影响,最后用傅立叶变换红外光谱(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)对共混膜进行了结构表征和形貌分析。研究结果表明,用γ射线辐照时,纯PVAL膜、PVAL/Gel共混膜的拉伸强度和断裂伸长率均随着辐照剂量的增加而升高,但达到一定值后又开始下降;当辐照剂量为150 krad时,纯PVAL膜的拉伸强度达到最大值,为37 MPa;当辐照剂量为50 krad时,Gel质量分数分别为5%,10%,15%的共混膜的拉伸强度值均有极大值,分别为33,26,24 MPa。当辐照剂量为100 krad时,共混膜的断裂伸长率均有极大值,其中纯PVAL膜、Gel质量分数为10%的共混膜的断裂伸长率分别为175%,162%。FTIR和SEM分析结果表明,γ射线辐照处理后的膜发生了化学反应,形成了更多的化学键,改善了膜的拉伸性能。     

PP/碳纤维复合材料力学性能的研究

综合考虑碳纤维材料的加工适应性以及对基体力学性能改善的能力,分别选取了短切碳纤维和碳纤维粉末作为增强相,比较了它们对于PP的增强效果以及加工的难易,通过测定拉伸性能和冲击韧性考察了短切碳纤维的含量以及碳纤维粉末的含量对各自复合材料力学性能的影响。结果表明,随着碳纤维含量的增加,两种复合材料的冲击韧性以及拉伸性能都呈先增加后减小的趋势,短切碳纤维作为增强相对于基体树脂的力学性能增强效果更为显著,碳纤维粉末作为增强相的复合材料加工适应性强,性能更加稳定,该研究对碳纤维制品的实际注塑生产具有十分重要的意义。     

碳纤维复合材料薄壁管的制备及其轴向压缩性能研究

以内径60mm、外径74mm、长度80mm的碳纤维复合材料薄壁管为对象,对不同树脂含量、不同环/纵向铺层比、不同端部结构的薄壁管分别进行静态轴向压缩试验,并研究了不同树脂基体对薄壁管静态轴向压缩强度的影响。结果表明,适当增加树脂含量、降低环/纵向铺层比、对管端部加强及采用增韧改性树脂基体都可以提高此种复合材料薄壁管的静态轴向压缩强度。     

碳纤维上浆剂及其对复合材料界面性能的影响研究进展

首先介绍了碳纤维上浆剂的作用及分类,将上浆剂主要分为溶液型、乳液型、水溶型3类并指出了各自的特点。然后综述了上浆剂的制备及其与环氧树脂、聚丙烯、聚醚酮类树脂、聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚酰胺等树脂基体的匹配情况,着重介绍了上浆剂对复合材料界面性能的影响。最后指出高性能化、多功能化、进一步细分化将是碳纤维上浆剂未来发展的重点。     

碳纤维复合材料拉伸强度测量不确定度的评定

为了评定碳纤维复合材料拉伸强度测定结果的可靠性,找出影响复合材料拉伸强度测试的主要因素,以进口T800S级碳纤维制备的单向复合材料样件为试样,通过建立数学模型,计算了测试过程中引入的各种不确定度分量,并获得碳纤维复合材料拉伸强度测试的合成标准不确定度和扩展不确定度。结果表明：进口T800S级碳纤维复合材料拉伸强度的扩展不确定度结果为(1 859±95.6)MPa,主要来源为厚度测量结果重复性和强度测量结果的重复性。     

高温碳化温度对碳纤维性能的影响

对经过相同预氧化、低温碳化和不同高温碳化处理的碳纤维样品进行了拉伸强度、拉伸模量、密度的分析,找出了2种原丝在经过碳化工艺处理后拉伸强度、拉伸模量、密度与高温碳化温度的相关性,并对其影响机理进行了研究。研究结果表明:在一定的温度范围内碳纤维拉伸强度随着高温碳化温度的提高而增加,在高温碳化温度达到一定值时,碳纤维拉伸强度将下降;碳纤维拉伸模量均随着高温碳化温度的提高而增加;碳纤维密度均随着高温碳化温度的提高而降低。     

国内外T700级碳纤维及其复合材料的性能

分别以国产T700S-12K碳纤维与东丽T700S-12K碳纤维为基体,在相同的制备条件下制得纤维复丝及其复合材料,对比研究了两种碳纤维的复丝强度和复合材料性能。结果表明:SYT49碳纤维复丝拉伸强度与模量达到同级别东丽T700级碳纤维;SYT49碳纤维板材拉伸、压缩、层剪和弯曲性能均要接近或优于东丽T700S-12K碳纤维复材,说明国产工业化生产碳纤维SYT49在一定程度上可以取代东丽同级别碳纤维。     

γ射线辐照改性聚丙烯的流变性能研究

以哈克转矩流变仪为加工设备,将1,4丁二酸醇二丙烯酸酯(改性剂B)添加到聚丙烯(PP)中,对所制备的PP试样进行γ射线辐照改性;对辐照后的试样进行流变性能和熔体强度的表征。结果表明,随着吸收剂量的增加,辐照改性PP的储能模量和Cole-Cole半圆半径呈下降的趋势;由于吸收剂量越大,辐照降解程度越大,导致PP的性能呈下降趋势;但辐照改性PP的熔体强度较纯PP大得多,由0.17 N左右增加到0.30 N左右。     

芳纶、碳纤维混杂工艺对环氧复合材料拉伸性能的影响

研究了铺层参数及纤维表面处理对芳纶纤维、碳纤维混杂增强环氧复合材料(简称混杂复合材料)纵向拉伸性能的影响。结果表明，该混杂复合材料的纵向拉伸强度均低于混合定律的预测值，表现出明显的混杂负效应。铺层顺序对材料纵向拉伸强度及断裂伸长率有显著影响，界面数越多，纵向拉伸强度和断裂伸长率越大；界面粘接性能的改善可提高混杂复合材料的拉伸强度和断裂伸长率，但对它的弹性模量没有显著影响。     

舞蹈器械用碳纤维复合材料的制法和力学性能研究

碳纤维材料通过科学的设计与加工,可以制备各种类型的舞蹈用器械。对当前舞蹈器械加工领域常用的碳纤维替代品进行了分类总结,对舞蹈器械用碳纤维复合材料的常见加工方法,如缠绕成型技术、模压成型技术、RTM成型技术等的优劣势进行分析,重点探讨了舞蹈器械用碳纤维复合材料的力学性能,如拉伸模量、拉伸强度、弯曲强度等,认为碳纤维复合材料的力学性能优于传统材料的,碳纤维复合材料在舞蹈器械领域应用前景广阔。     

加捻对T800碳纤维拉伸性能的影响

要通过对日本东丽1700、T800碳纤维复丝拉伸性能的表征主要研究了加捻对,T800碳纤维拉伸性能的影响。研究结果表明：采用浸胶后加捻的方式有助于改善T800碳纤维的拉伸性能,合适的捻度可使其拉伸强度提高5％,断裂延伸率提高10％。并通过对rr800碳纤维干纱加捻的研究基本确定了T800碳纤维的临界捻度为15n／m。     

测定较大K数碳纤维拉伸强度样品的制备

本文简要介绍了较大数碳纤维拉伸强度样品的制备工艺,并对采用各国树脂配方制样进行了比较探 K 讨,总结出了适合国内测定较大数碳纤维拉伸强度样品的制备方法。