高性能纤维增强抗弹复合材料的研究与应用进展

简述了高性能纤维增强抗弹复合材料的研究与应用进展,重点介绍了玻璃纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维、聚对苯撑苯并二恶唑纤维等高性能纤维及混杂纤维增强复合材料在抗弹防护领域的研究与应用现状,以及天然植物纤维等新型纤维增强抗弹复合材料的研究进展。指出纤维增强复合材料具有密度低、高效吸能、弹道性能优异等突出优点,在轻量化和高防护力的抗弹领域得到广泛关注和研究,可广泛应用于坦克、装甲车辆、武装直升机及单兵防护,满足未来战争高机动、高生存力的军事需求。

木质素在合成可降解高分子材料中的应用研究进展

简述了木质素的结构、特性和分类情况,并综述了近年来国内外使用木质素来增强和改善聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯、聚乳酸、聚己内酯和聚丁二酸丁二酯等合成可降解高分子材料性能的研究进展。指出木质素与合成可降解高分子材料复合可以赋予复合材料多种功能特性,如紫外屏蔽、抗菌、阻隔等,并能改善材料的生物降解性能,同时实现降本增效的目标。最后提出当前木质素与合成可降解高分子材料复合材料工业化生产应用存在的问题,并对木质素基全生物降解复合材料的未来研究趋势进行展望。

优化填料结构增强聚合物基复合材料的导热性能

聚合物基复合材料是重要的热管理材料之一,然而聚合物的本征导热系数较低,添加导热填料是提高其导热系数的主要方法。研究填料本征结构对其复合材料导热性能的影响规律,进而提高填料的利用效率是获得高导热复合材料的关键。根据“拓扑优化-简化-验证”的研究思路,以复合材料的高导热性能为目标,基于拓扑优化得到具有最佳导热性能的填料结构,并对其结构进行简化,借助有限元模拟、红外热像仪等对复合材料的导热性能进行验证。结果表明,当填料的形状是两端较大、中间较小的哑铃状时,复合材料呈现出最佳的定向导热性能。该研究结果为高效导热填料的结构设计提供了一种新的思路。

数字印刷废纸纤维增强聚乳酸复合薄膜的性能研究

以数字印刷废纸、聚乳酸(PLA)为原料,采用熔融混炼、热压成形的工艺制备得到废纸纤维/PLA复合薄膜,探究了不同废纸纤维添加量和不同改性剂对复合薄膜性能的影响。分别加入硅烷偶联剂γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)、乙烯基三甲氧基硅烷(A171)、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯(TMC201)及木聚糖酶,对废纸纤维进行改性处理,研究了改性前后复合薄膜的力学性能、不透明度、化学结构及热稳定性等。结果表明,当废纸纤维质量分数为25%时,复合薄膜抗张强度最佳,达21.6MPa,相较于纯PLA薄膜提高了94.7%;当废纸纤维质量分数为20%时,其不透明度增加至95.5%;废纸纤维经改性处理后,复合薄膜抗张强度均有不同程度的提升,其中KH560的改性效果最佳,复合薄膜(废纸纤维质量分数25%)抗张强度达24.7 MPa,相较于改性前提升了14.4%;改性处理并未对复合薄膜的不透明度和热稳定性产生影响。

竹塑复合材料性能改良研究进展

竹塑复合材料是将竹纤维和聚合物基体合理复合制备的一种满足功能需求的生物质复合材料,具有广阔的应用前景。但竹纤维与聚合物之间的界面相容性差,导致其在应用中出现性能缺陷,解决该问题的关键在于改善二者之间的界面相容性。本文总结了四类可行的改善界面结合的措施以提高复合材料性能,包括竹粉改性处理、聚合物改性处理、中间相桥接和填充引入四方面,并阐述了不同的改性方法对复合材料性能的影响。

对位芳纶短切纤维对聚苯腈树脂力学性能的影响

利用氯磺酸磺化对位短切芳纶纤维表面来引入—SO_(2)Cl基团,40 mmol/L的氯磺酸磺化改性效果最佳。利用苯基三乙氧基硅烷偶联剂对对位短切芳纶纤维进行二次改性,成功在纤维表面接枝偶联剂。将改性对位短切芳纶纤维与苯腈单体采取原位聚合方法制备聚苯腈/对位短切芳纶纤维复合材料,研究不同纤维含量对复合材料力学性能的影响。结果表明,其中纤维含量为0.5%(质量分数,下同)时,复合材料力学性能最佳,储能模量达4137 MPa,玻璃化转变温度达350℃,弯曲模量达4467 MPa。

海因环氧树脂增容PLA/PBAT复合材料

本文采用一种反应性相容剂海因环氧树脂(HY-EP),利用HY-EP的环氧基团在熔融共混过程中与聚乳酸(PLA)和聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)上的羟基或羧基结合,以环氧开环反应形成化学键,通过强烈的界面作用来改善PLA/PBAT复合材料的相容性。差示扫描量热(DSC)、热重分析(TGA)、傅里叶红外(FTIR)、动态力学性能分析(DMTA)、扫描电子显微镜(SEM)等测试表明:HY-EP有效地提高了PLA与PBAT间的相容性;力学测试则显示PLA/PBAT复合材料冲击强度最高达到10.47 kJ/m^(2),较纯PLA材料提高了近5倍;断裂伸长率最高达到201.1%,且拉伸强度为47.8 MPa,表明HY-EP与PBAT复配能够高效增韧PLA。

插层法制备聚合物/粘土纳米复合材料及其应用进展

概述了聚合物 /粘土纳米复合材料插层制备的新进展。根据插层机理和方法的差别 ,将插层法分为三类 :(1)单体插层复合 ;(2 )溶液中聚合物插层复合 ;(3)熔融聚合物插层复合。重点提出了利用双螺杆挤出机制备聚合物基纳米复合材料的新方法。展望了聚合物

纤维及晶须增强PTFE复合材料的摩擦磨损性能研究

利用 MHK- 50 0型环 -块磨损试验机 ,对炭纤维、玻璃纤维及钛酸钾 (K2 Ti6O13 )晶须增强聚四氟乙烯 (PTFE)复合材料在干摩擦条件下与 GCr15轴承钢对磨时的摩擦学性能进行了较为系统的研究 ,并利用扫描电子显微镜 (SEM)和光学显微镜对其磨屑和摩擦表面进行了观察。结果表明 ,炭纤维、玻璃纤维及 K2 Ti6O13 晶须虽增大了 PTFE的摩擦系数 ,但均可将 PTFE的磨损量降低 2个数量级 ,其中玻璃纤维的减磨效果最好 ,K2 Ti6O13 晶须的减磨效果最差。由于 K2 Ti6O13 晶须的承载能力较差 ,致使 K2 Ti6O13 晶须增强 PTFE复合材料的磨损表面发生了明显的挤压变形 。

黄麻纤维增强聚合物复合材料工艺与性能研究

本文研究了黄麻纤维的基本性能和黄麻有捻纤维束、黄麻布增强环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂复合材料的复合工艺和力学性能 ,并与玻璃纤维复合材料进行了比较 ,并初步探讨了麻纤维复合材料的应用。

防弹芳纶复合材料实验研究

研究以Ｔｗａｒｏｎ纤维织物为增强材料的复合材料的防弹特性．通过大量实弹试验，初步优化了树脂基体体系，并着重分析了不同树脂基体，不同树脂含量，不同团化压力等对其芳纶复合材料弹道性能的影响，揭示出了一定的规律．所得结果对防弹芳纶复合材料的进一步研究与开发应用有参考价值．

聚乙烯/凹凸棒石纳米复合材料的微观结构与力学性能

对原位配位聚合法制备的聚乙烯 /凹凸棒石纳米复合材料的亚微形态与力学性能进行了研究 ,建立了二者之间的联系 ,并与相同原料、相同组分的熔体共混纳米复合材料进行了比较 ;认为这种新型材料中无机纤维与有机大分子间的“梳型结构”导致了大量凝胶的出现 ,而纳米纤维在聚合物基体中的均匀分布以及组分间很强的相互作用是材料高性能表现的根本原因。

聚合物基纳米复合材料的研究进展

首先对聚合物基纳米复合材料进行了简单的归类 ,然后按分类介绍了各种聚合物基纳米复合材料的研究情况 ,对复合材料的制备方法、结构与性能特征及潜在的应用前景进行了扼要的总结。

PP/EPR/纳米CaCO_3三元共混体系的研究

采用双辊混炼和挤出制样的方法制备了PP/EPR/纳米CaCO_3复合材料。采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)对复合材料进行了断面观察,并测试了复合材料的力学性能。结果表明,对纳米CaCO_3进行表面改性和用适当的共混方法,可以显著提高复合材料的冲击强度。对复合材料冲击断面进行SEM观察时发现,材料发生了韧性断裂。

凹凸棒石-TiO_2纳米复合材料制备和表征

具有高吸附性能的载体-TiO2光催化剂复合材料制备是未来TiO2纳米光催化研究领域的重要发展方向。本文以凹凸棒石为载体,通过钛酸四丁酯-丙醇溶液浸渍-过滤-丙醇蒸发-水蒸气作用下钛酸四丁酯水解-低温煅烧程序操作,获得凹凸棒石-TiO2纳米复合光催化材料。高分辨透射电镜表征结果显示:TiO2颗粒直径5～10nm,具有锐钛矿结构,在凹凸棒石表面分布均匀。该制备方法工艺简单,钛酸四丁酯利用率高,对水中有机污染物光催化处理、抗菌消毒、空气净化等方面具有很大潜在应用价值。

溶液共混法制备碳纳米管/双酚A型聚碳酸酯复合物的研究

用溶液共混法成功地制备了不同碳纳米管含量的双酚A型聚碳酸酯复合材料,用TEM,SEM和XPS对碳纳米管和所制备的复合材料进行了多种表征,结果表明碳纳米管的纯化效果较好,表面含有 C—O,C=O和O—C=O等极性官能团,复合材料中聚碳酸酯对碳纳米管的包覆较好,聚碳酸酯的包覆量随碳纳米管含量的增加而降低,碳纳米管在聚合物基体中分散均匀,两相界面间存在较强的作用力。

玄武岩纤维及其复合材料基本力学性能实验研究

本文对一种国产玄武岩纤维及其复合材料的基本力学性能进行了实验研究,并对纤维的化学组成和表面状态进行了分析。结果表明,所研究的玄武岩纤维丝束的拉伸性能低于S-2玻璃纤维,分散性较大;玄武岩纤维/环氧648复合材料的基本力学性能多数与S-2玻璃纤维/环氧648复合材料相近,部分性能甚至高于后者。

纳米Al_2O_3粉末改善环氧树脂耐磨性的研究

进行了利用纳米氧化铝 (α -Al2 O3 和γ -Al2 O3 )改善环氧树脂耐磨性能的研究。利用超声分散法将纳米氧化铝粉末加入环氧树脂之中 ,利用磨损失重法评价了环氧树脂复合材料的耐磨性能 ,通过扫描电镜观察了纳米粉末在环氧树脂中的分散情况 ,尝试解释了纳米氧化铝提高环氧树脂耐磨性能的机理 ,并确定了较优的纳米氧化铝添加量。试验表明 ,填充纳米氧化铝粉末可以提高环氧树脂的耐磨性能。较优的配方为EP (E - 5 1) 1份 ,PA6 5 10 7份 ,KH - 5 5 0 0 0 4份 ,30～ 6 0nmγ -Al2 O3 0 1份。

聚甲亚胺改性尼龙6复合材料的等温结晶动力学

采用差示扫描量热法 (DSC)对聚甲亚胺 (PAM) /尼龙 6复合材料等温结晶过程进行了研究。结果表明 ,PAM的加入使得基体的结晶速率增大 ,尤其是当含量为 5 %时 ,半结晶期明显减少。研究还发现 ,该体系的等温结晶过程完全可以用 Avrami方程来描述 ,各试样的 Avrami指数均在 2～ 3之间 ,表明Avrami指数、球晶生长方式基本不受聚甲亚胺加入的影响。基体中原位形成的聚甲亚胺微纤起到了诱导结晶的作用 ,使得基体的结晶速率加快 ,但随着微纤含量的增加 ,由于分散性能变差而使得诱导结晶的能力减弱 。

玻璃微珠填充聚合物复合材料界面

阐述了聚合物/无机粒子复合材料界面层及其优化设计的重要性;总结了复合材料的界面理论;介绍了玻璃微珠表面处理常用的几种方法,包括偶联剂处理、等离子体辐射引发聚合及弹性体包覆,并对其表面化学接枝聚合进行了评述。根据玻璃微珠自身所具备的形状单一、各向同性等特点,指出采用适当的表面处理有助于对其复合材料界面层的设计与研究。