易燃易爆材料的动态力学分析研究进展

动态力学分析(DMA)是材料力学分析中常见的一种测试方法,通过在动态的温度和动态的应力下测试材料的力学性能,可以在拉伸、单/双悬臂梁、三点弯曲和剪切模式下测试不同刚性和硬度的材料。本文中的易燃易爆类材料主要指的是高聚物黏结炸药(Polymer bonded explosive,PBX)和作为火箭发动机燃料的推进剂,由于材料的特殊性,要确保测试的安全和精确。推进剂和PBX的常规力学性能测试所需的样品量大,具有一定的危险性,DMA测试所需的样品量少,且安全性高。本文介绍了DMA的测试原理,并综述了DMA在推进剂和炸药中的应用:玻璃化转变温度(T_(g))的测定、蠕变测试、应力松弛测试,最后对DMA在易燃易爆类材料的应用进行了展望。

大电机定子复合绝缘材料老化的动态力学分析

对大电机定子环氧云母复合绝缘材料进行了长时间多因子应力老化 ,采用动态力学分析仪对不同老化阶段的复合绝缘材料进行了动态力学实验 ,分析了各力学参量与复合绝缘材料老化时间的关系。根据 Eyring绝对反应速度理论 。

基于动态力学分析方法的渔用纤维适配性研究

利用动态力学分析(DMA)方法研究了超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、尼龙(PA)、聚丙烯(PP)、涤纶(PET)、中高分子量聚乙烯(MHMWPE)等6种常用渔用纤维材料的低温适配性及外部介质对其动态力学性能的影响,测定了样品的动态力学性能参数。结果表明:当测试温度由-20℃升至30℃时,几种渔用纤维材料的拉伸模量均下降。其中,UHMWPE、PET纤维具有较低的变化率,而PP单丝具有最高的变化率。DMA分析结果表明,纤维在使用温度区间或附近出现玻璃化转变峰或与结晶相关的α转变峰,使用温度区间纤维的力学性能对温度的敏感性高。若使用温度区间距离转变峰值对应温度远,则对温度的敏感性低。在水介质中,与UHMWPE纤维相比,PA分子链由于酰胺亲水基团的存在吸收了更多水分,模量下降更显著。

基于动态力学分析的大电机主绝缘老化诊断

采用动态力学分析方法研究了大电机定子试验线棒绝缘在多因子应力作用下的老化诊断,提出了用动态力学参量来描述试验线棒绝缘老化状态的新方法。对不同老化阶段试验线棒绝缘进行了动态力学实验,分析了各力学特征参量与老化程度的关系。实验结果表明, 动态力学参量如动态模量、玻璃化转变温度、动态力学耗峰值、半峰值宽度和玻璃化转变活化能能够有效地表征大电机主绝缘的老化状态。

电子束辐射固化环氧树脂的动态力学分析——树脂化学结构、分子量及其分布的影响

应用不同化学结构、分子量及其分布的环氧树脂进行了电子束辐射固化实验 ,对固化物进行了动态力学分析 ,研究了不同样品凝胶含量、内耗tanδ及动态模量的变化规律 .分析结果表明环氧树脂辐射反应活性与其化学结构有很大关系 ,酚醛型环氧树脂的辐射反应活性高 ,固化后高温模量及玻璃化温度较高 ,而脂环族环氧树脂反应活性小 .在低辐射剂量下 ,环氧树脂的固化度随分子量增大略有下降 ,但固化物的玻璃化温度随分子量增加而升高 .增大辐射剂量 ,树脂固化度的提高受分子量大小的影响很小 ,分子量较大样品的网络均匀程度有所提高 ,在较高反应程度下 ,玻璃化温度主要受固化度影响 .树脂固化程度也是决定其模量高低的主要因素 ,而在固化程度相近的情况下 ,分子量的影响作用很大 .在同样辐射剂量下 ,分子量分布宽的树脂固化反应程度高 ,但交联网络均匀性低 .

电子束辐射固化环氧树脂的动态力学分析——辐射剂量、引发剂用量及热处理的影响

对电子束辐射固化的环氧树脂进行了动态力学分析。通过对不同样品凝胶含量、内耗 tanδ及动态模量变化趋势的研究 ,得到电子束辐射剂量、引发剂用量和热处理等因素对环氧树脂辐射交联反应的影响规律。辐射剂量的增加使环氧树脂凝胶含量、玻璃化温度 Tg 及高温模量有所增加 ,但增长幅度在高辐射剂量下逐渐变小 ,且树脂交联体系的不均匀性随辐射剂量增大而有所增加。低剂量辐射下 ,环氧树脂固化物的玻璃化温度及高温模量随引发剂用量增加而增大 ,高辐射剂量下 ,引发剂的用量存在最佳值。经过热处理后辐射样品的交联程度得到提高 ,当热处理温度超过引发剂的热分解温度时 。

动态力学分析技术在木材科学研究领域的应用

动态力学分析技术(DMA)通过材料的结构和分子运动状态表征材料的力学性能。木质材料的力学性能本质上是分子运动状态的反映,利用DMA可以架构其结构与性能之间的关系,获得木质材料的结构、分子运动及其转变等重要信息。分别总结了DMA在实体木材和木质复合材料中的应用:围绕实体木材,综合评述了DMA在分析木材材性、软化行为、机械吸湿效应以及早期腐朽程度方面所取得的研究进展;针对木质复合材料,重点介绍了DMA在分析其阻尼性能、胶合性能、界面相容性能和耐老化性能等方面的应用。建议今后的研究重点从以下3个方面展开:1)考虑到实体木材自身组织结构的复杂性以及易受环境影响等特点,采用DMA分析仪不同的载荷类型和形变模式进行组合测试,在一定温湿度场中系统研究实体木材的材性与软化行为和机械吸湿效应的关系。2)利用DMA分析仪的单纤维拉伸模式,探索单根纤维(管胞、木纤维细胞)的黏弹行为,进一步明晰木质材料微观黏弹性能的响应机制。3)联用振动光谱(红外光谱或拉曼光谱),实现同步实时观察木质材料形变过程中组成分子的化学键或官能团的变化及响应,进而从分子水平揭示木质材料的形变规律。

热塑性聚氨酯弹性体中的氢键作用──动态力学分析

采用动态力学分析方法研究了一系列由聚四氢呋喃 (Mn=2 0 0 0 )、 4 ,4 -二苯基甲烷二异氰酸酯以及N-甲基二乙醇胺、 1 ,4 -丁二醇和 1 ,2 -丙二胺三种不同的扩链剂合成的 TPU中的氢键作用 .发现这种氢键作用符合 Arrhenius型的温度依赖性 .从弹性模量

基于动态力学分析的改性沥青黏弹性能研究

鉴于目前的沥青黏弹性能评价指标对改性沥青的适用性较差,采用动态力学分析方法对基质沥青和改性沥青进行研究,测定了不同温度和频率下沥青的黏弹性能参数,通过Han曲线和动态黏弹参数的变化规律分析其黏弹性能.结果表明:改性沥青的Han曲线在不同温度下具有不同的温度依赖性,由于其相态结构比较复杂,导致其黏弹性能不同于基质沥青;采用动态力学方法能很好地揭示改性沥青的宏观力学性能与微观结构的相关性.

动态力学分析法用于评价环氧树脂基体与复合材料耐热性的研究

用动态力学方法(DMA)研究了4种酸酐固化环氧树脂基体及一种拉挤环氧/玻璃纤维复合材料,力学损耗曲线上的损耗峰对应温度为材料的玻璃化温度Tg,弹性模量曲线上的切线玻璃化温度为材料的短时使用耐热温度Tu,弹性模量开始明显下降处为材料的长期使用耐热温度Tr。结果表明,DMA测量环氧树脂基体及其复合材料的玻璃化温度Tg具有很高的灵敏度,ΔTg<1℃;通过Tg可以比较不同环氧树脂基体及改性树脂配方的耐热性,确定最佳树脂配比,评价复合材料的耐热性;根据复合材料试样两次动态力学试验扫描得到的ΔTg可以评价复合材料的制造工艺;根据Tu、Tr可以进一步评价环氧树脂基体及其复合材料的耐热性,为具体用途初选合适的耐热配方。

动态力学分析在复合材料界面中的应用

综述了动态力学分析用于纤维增强聚合物复合材料界面的有关理论以及在复合材料界面中的应用

动态力学分析在高分子材料中的应用

动态力学分析功能繁多,在高分子领域中,一般都用其来测试聚合物的玻璃化转变温度或储能模量(损耗模量),还有许多功能有待开发。该文通过介绍动态力学分析的测试原理,并对动态力学分析测试在聚合物玻璃化转变、力学性能测试、乙烯基酯的次级转变测量、共混材料相容性表征、薄膜粘接涂层的作用效果、树脂-固化剂体系的等温固化反应动力学以及形状记忆材料的研究方面的应用进行归纳总结,力求最大限度地发挥仪器本身的功能价值,从而为高分子材料的开发作出相应的贡献。

聚合物改性水泥浆体黏弹性的频率响应(Ⅰ):动态力学分析

采用动态力学分析的频域方法研究了聚合物改性水泥浆体的黏弹性,通过对柔量的复平面分析,采用二级标准固体流变模型来描述聚合物改性水泥浆体的黏弹性行为,并求得了模型参数.对3种配比的乙烯/醋酸乙烯共聚物(EVA)乳胶粉改性水泥浆体试样在0.01~100.00 Hz频率下的试验结果进行拟合,结果表明:二级标准固体流变模型简单实用,能较好地解释聚合物改性混凝土的黏弹性行为,进一步验证了频域方法的实用性,以及二级标准固体流变模型的适用性;所得结果对聚合物改性混凝土黏弹性的研究有一定的参考意义,在实际应用中可以为满足干缩和徐变要求的混凝土配合比设计提供参考.

用动态力学分析技术评价TATB/氟聚物复合材料界面

在测定四种TATB/氟聚物复合材料的力学损耗基础上 ,利用三相模型和A参数评估这四种复合材料界面。结果表明 :TATB/氟聚物复合材料界面的分子间作用主要是范德华力 ,并且这种力不能有效阻止该界面的滑移。同时 ,还存在着另一种影响界面力学性能的作用机制 ,这种机制与氟聚物的相态相关。因此改变有关相态可能是提高TATB/氟聚物复合材料力学性能的一条有效途径。

改性聚乙二醇修饰高交联度不饱和聚酯网络结构的动态力学分析

合成了一系列含有反应活性端基的改性聚乙二醇 ,并用其对 BMC(团状模塑料 )专用的高交联度不饱和聚酯进行增韧 .结果表明 ,含有反应性马来酸酐端基的聚乙二醇参与了不饱和聚酯的固化反应 ,可在交联网络中构成不同长度的柔性链段 ,在显著提高不饱和聚酯的韧性的同时 ,基本保持了材料的模量及其它力学性能 .用动态力学分析 ( DMA)

极端海况下FPSO模块支墩的动态力学分析与试验研究

浮式生产储油卸油装置(floating production storage and offloading,FPSO)是集油气生产、存储及外输于一体的高度集成的模块化高端海洋工程装备,在南海的极端海况下其模块支墩的安全性和稳定性直接影响海上油气生产作业的安全。为此,基于水动力学分析和耐波性理论分析,研究在南海典型海域的极端海况条件下FPSO的运动响应规律,结合有限元方法对其整体模型进行动态力学分析,并进行模块支墩的强度分析和安全评价;采用相似理论设计了缩尺比为1∶10的试验模型,开展用六自由度平台模拟海况的模拟试验。结果表明:随着南海海况恶劣程度的提高,横摇运动幅值增大,模块支墩变形和受力增大,应力集中现象明显;应力主要集中在斜支撑肘板,其屈服强度符合标准要求;关键点ZD1-N3、ZD2-N4处最大应力测试值与仿真值的相对误差分别为16%,10%,验证了有限元动态力学分析结果具有较高的准确性;增加肘板筋板厚度和改善支墩结构是提高支墩结构强度的有效方式。研究为FPSO模块支墩的设计和建造提供了理论指导。

动态力学分析仪在抗冲共聚聚丙烯中的应用

在双悬臂弯曲模式下对四种抗冲共聚聚丙烯样品进行动态力学分析(DMA)。DMA曲线显示四种样品都存在两个Tg转变峰,表明样品中同时存在乙丙橡胶非晶相和聚丙烯基质相(PP)。分析了样品的基本物理性能、乙烯和乙丙橡胶含量及SEM相态形貌,由分析结果可知:1#样品的乙丙橡胶非晶相和PP相的相容性较好,表现出较好的高温和低温韧性。实验结果表明DMA可快捷、直观地评价样品的微观结构对力学性能的影响。

水平井套管的动态力学分析

本文对水平井套管进行工程模拟和简化，建立力学模型，提出结构分析的计算方法．实例计算验证了本文的理论分析和计算方法是正确、可行的．所编制的软件能够根据套管下放过程不同位置进行跟踪计算，可以应用于水平井。

对苯二异氰酸酯型TPU的动态力学分析

考察了异氰酸酯、多元醇和扩链剂种类对对苯二异氰酸酯(PPDI)型热塑性聚氨酯弹性体(TPU)机械性能和动态力学性能的影响。结果表明,PPDI型TPU的耐热和内生热性能均优于MDI体系,软段分子结构的不同会影响TPU的热稳定性,HQEE可提高材料的耐热性能。

DMA 983型动态力学分析仪的应用

介绍了DMA983型动态力学分析仪的测试原理、技术特点及其在高分子材料研究领域的主要应用。