醚化PBS与CMC液体复合材料的相互作用

采用聚乙二醇(PEG)对聚丁二酸丁二醇酯(PBS)进行醚化改性,得到醚化PBS(PEG/PBS),PEG/PBS与羧甲基纤维素(CMC)共混制备了在水相均匀分散的新型(PEG/PBS)-CMC液体复合材料.结合分子模拟技术对PEG/PBS与CMC复合材料的相互作用机理进行了研究.结果表明,PEG/PBS具有预期的化学结构和优异的水润湿性;含醚链段PEG的引入有效提高了PBS分子链的极性和柔顺性,PEG/PBS与CMC之间存在氢键作用、范德华力作用、疏水作用和吸附作用.红外光谱(FTIR)中官能团(如—OH,—OCO—,—COOH,—C—O—C—等)的吸收峰频率发生偏移;光电子能谱(XPS)中C和O元素的结合能分布转移,表明PBS及PEG/PBS与CMC的官能团之间发生了相互作用;偏光显微镜(POM)和X射线衍射(XRD)结果表明,复合材料之间的相互作用为非共价键的结合;扫描电子显微镜(SEM)结果表明醚化改性后(PEG/PBS)-CMC复合材料间的相互作用增强,表面结合更紧密,相容性得到提高.

复合材料液体成型树脂三维流前及干斑监测技术

为准确、便捷地在复合材料制件的实际生产中监测漏气、树脂液体流动及干斑缺陷,建立了基于介电传感器的复合材料液体成型树脂三维流前及干斑监测技术。将两张相同大小、相互平行的柔性金属箔及金属箔间的纤维复合材料组成平行板式电容传感器,根据树脂流动过程中传感器内部电介质的状态变化与金属箔间的厚度变化实现监测功能。通过人为制造不同程度的漏气情况,验证了传感器监测纤维承压情况与漏气的准确性;通过在纤维预成型体内不同位置设置电容传感器,利用真空辅助树脂灌注工艺使树脂在纤维预成型体内流动,其实际观测结果与传感器监测信号分析结果一致,证明了传感器具有监测树脂流动前沿与树脂流动速率的能力;在纤维布表面利用凡士林与纤维铺层固定剂制造干斑缺陷,基于树脂流动监测功能,验证了传感器识别干斑缺陷的可靠性。该技术为复合材料制件在实际生产中出现的漏气情况、树脂流动情况及成型缺陷等提供了有效在线监测手段。

复合材料液体成型技术在航空中的应用

随着现代化科学技术的不断发展,我国航天工业也取得了长足的进步。在航空设备制造的过程中,复合材料应用范围十分广泛,不仅可以提高零件强度,同时还可以实现航空制造工业的节能发展。其中,复合材料液体成型技术是指采用干固、共铆接或液体成型的方法,利用复合材料的应用特性产生所有构件的生产和制造方法。该技术的发展可以大大提高零件的生产效率。因此,该技术在航空行业领域中有非常重要的作用。

复合材料液体模塑成型中纤维预成型体制备技术进展

总结了20世纪90年代以来关于复合材料液体模塑成型(LCM)技术中纤维预成型体制备技术的相关文献报道,指出LCM用纤维预成型体应满足的工艺性要求,且对当前国内外纤维预成型体的成型方法及其制备技术中应用的几种增粘剂进行了分析和概述,并对纤维预成型体制备技术的发展方向进行了展望。

离子液体@TiO2纳米复合材料的制备及其光催化性能

利用—Si—O—共价键将离子液体嫁接在纳米TiO_2表面,制备离子液体@TiO_2纳米复合材料,并利用红外光谱、差热分析、元素分析等技术手段进行了分析。光催化性能研究表明,在紫外光照射60 min后,[C8tespim]Br@TiO_2([C8tespim]:N-3-(3-三乙氧基硅烷基丙基)-4,5-二氢咪唑)复合材料能够将甲基橙100%脱色,明显优于TiO_2P25的光催化降解性能。同时发现其光催化性能与阴离子类型有密切关系,活性顺序为[C8tespim]Br@TiO_2<[C8tespim]PF6@TiO_2<[C8tespim]Tf2N@TiO_2。

复合材料液体成型树脂流动前锋监测技术研究进展

纤维复合材料是一种被广泛应用于航空航天工业的材料。复合材料液体成型(LCM)工艺是一种常见的纤维复合材料制备工艺。而使用LCM工艺生产的纤维复合材料可能会由于超前-迟滞效应产生缺陷,影响纤维复合材料的使用性能。通过监测LCM工艺中树脂流动前锋可以优化树脂注入策略,减少内部缺陷的产生,提升纤维复合材料制成品的质量。本文介绍了光纤传感器监测技术、CCD(电荷耦合器件)摄像机监测技术、热电偶监测技术、压力传感器监测技术和超声传感器监测技术这五种树脂流动前锋监测技术的国内外研究现状,并重点介绍了超声传感器监测技术主要使用的两种监测方法,即超声纵波监测法和超声Lamb波监测法。最后,分析总结了在纤维预成型体中树脂流动前锋超声监测系统研究中目前存在的难点以及未来的发展方向。

液体成型树脂基复合材料及其工艺研究进展

介绍了液体成型复合材料的主要类别和特点,论述了国内外液体成型树脂体系、液体成型树脂匹配的定型剂、液体成型复合材料预成型体制备工艺等技术进展。介绍了近年来液体成型复合材料发展迅速或备受关注的新工艺,如高压RTM成型工艺、热塑性树脂基液体成型工艺、自动铺放液体成型工艺、SQRTM成型工艺等。展望了液体成型复合材料未来发展趋势。

复合材料液体成型树脂流动超声监测系统开发

为了减少复合材料液体成型(LCM)工艺生产的复合材料内部产生缺陷,提升制品的质量,需通过监测LCM工艺中树脂流动前锋来优化树脂注入策略。首先,考虑使用传感器监测并获取LCM工艺中树脂浸渍过程的特征参数。接着,选择压电晶片主动传感器作为非嵌入式传感器监测以避免影响模具结构,同时实现对纤维层内部和隐藏区域的扫描和监控。然后,通过对压电晶片超声信号的分析,建立超声信号特征与树脂流动前锋有关特征参数的关系。最后,在此基础上开发了纤维增强复合材料预成型体中树脂流动前锋多通道超声监测系统,实现了树脂流动前锋到达位置的监测。结果表明,当树脂流动前锋恰好到达覆盖了超声传感器感应区域时,声波信号出现变化,软件界面立即得到反应。开发了纤维预成型体中树脂流动前锋多通道超声监测系统,确定了压电晶片主动传感器的工业集成方案,验证了该多通道超声监测系统实现树脂流动前锋到达位置监测的可行性。

复合材料液体模塑成型中的预成型体渗透率张量预测分析

该文在复合材料液体模塑成型工艺中预成型体渗透率张量的数值预测过程中运用广义达西定律,研究周期性边界条件的单胞,预测预成型体的渗透率张量,研究中首先分析了预成型体中流道以及纤维束的渗透率,并据此计算整体宏观渗透率,与传统Carman-Kozeny方程与Gebart公式进行对比,结果基本一致。

双环戊二烯单体预聚增粘及其碳纤维增强复合材料性能评价

聚双环戊二烯(PDCPD)作为一种综合性能优异的热固性树脂,可与连续碳纤维进行复合,应用在工程领域上,以满足轻量化和节能环保需求。本文首先通过调节双环戊二烯单体(DCPD)与Grubbs 2代催化剂的质量比使其只聚合不交联,调节黏度以满足真空辅助灌注成型(VARI)工艺对树脂特性的要求。随后对碳纤维表面进行丙酮去浆处理,再与上述加入足量催化剂的预聚物进行复合。对比PDCPD复合材料与通用型环氧树脂复合材料的拉伸、弯曲、V型缺口剪切、层间Ⅰ型以及Ⅱ型断裂韧性、冲击和热力学性能,研究PDCPD复合材料在不同加载模式下的失效机制,探寻其在工程领域应用的关键点和方向。结果表明,去浆后碳纤维与PDCPD界面结合良好,PDCPD复合材料在强度上与环氧树脂相当,在抵抗变形能力上较弱,但是在遭受高于极限强度的载荷后,仍然具有一定程度的承载能力;从层间断裂韧性来看,PDCPD复合材料Ⅰ型断裂韧性和Ⅱ型断裂韧性分别相当于环氧树脂复合材料的406%和250%,具有优异的抵抗分层能力;对比两种复合材料抗冲击性能,3.2 mm的PDCPD复合材料层合板在40 J能量的冲击下,表面产生层合板勉强可见冲击损伤(BVID),背面无明显纤维破裂现象,剩余冲击压缩强度比环氧树脂复合材料高34.7%。

LCM增强材料渗透性能研究

增强体的渗透性能是LCM工艺的一个重要参数。各种增强体材料、铺层厚度及导流布的不同铺放位置对树脂在增强体内的流动会产生影响。本文利用单向法实验观测和实时监测两种方法来测量LCM工艺中增强材料的渗透性能。实验结果表明,增强体的铺层厚度对增强体的渗透性有较大影响,实时监测却能很好地反映树脂在增强体内部的渗透情况。同时,导流布铺放位置和织物结构对增强体的渗透性能也有很大影响。

负载型离子液体在C-H键电氧化活化中的应用研究

本文将1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐离子液体修饰在多壁碳纳米管上,制备出离子液体/碳纳米管复合材料,并研究了对甲氧基甲苯(p-MT)在该复合离子液体水溶液体系中的电氧化性能.同时,通过循环伏安法和计时电流法考查了扫描速率、温度、反应底物浓度等因素对电氧化性能的影响,研究了p-MT在该体系中的动力学过程.实验结果表明,p-MT在复合离子液体水溶液体系中发生不可逆的电氧化反应,且该过程受扩散控制,扩散系数为7.69×10^(-10)cm^2·s^(-1).适当地升高温度和增大反应底物浓度都有利于促进p-MT中C-H键选择性电氧化为相应醛基,选择性可达到95%.通过在不同结构电解槽中进行恒电位电解研究,发现离子液体/MWCNTs复合电解质在一室型电解槽中进行p-MT电氧化的电解效率更高、对目标产物对甲氧基苯甲醛(p-MBA)的选择性也更好.

纤维预制体渗透率测量技术研究进展

纤维预制体渗透率张量作为复合材料液体成型工艺过程中树脂流动数值模拟的决定性输入参数,与树脂流动以及最终成品质量密切相关,是实现复合材料高质量和大批量制造的关键。本文根据流动状态(饱和或非饱和)、流动维度和测量方向(面内或面外)将渗透率测量技术分类,论述了相应条件下的渗透率测量技术以及研究进展,总结归纳了非饱和流动中流动前沿实时监测技术,分析了造成渗透率测量结果分散性大的影响因素,并阐述解决办法,最后提出未来发展趋势。

航空碳纤维树脂基复合材料的发展现状和趋势

综述了高韧性树脂基复合材料、液体成型树脂基复合材料和耐高温聚酰亚胺树脂基复合材料的材料、工艺及应用技术现状,结合航空碳纤维树脂基复合材料发展现状,分析了航空树脂基复合材料的发展趋势。

复合材料液体模塑成型技术

复合材料液体模塑成型技术(简称LCM)是指将液态聚合物注入铺有纤维预成型体的闭合模腔中，或加热熔化，预先放入模腔内的树脂膜，液态聚合物在流动充模的同时完成树脂／纤维的浸润并经固化成型为制品的一类制备技术。树脂传递模塑、真空辅助树脂传递模塑、树脂浸渍模塑成型工艺、树脂膜渗透成型工艺和结构反应注射模塑成型是最常见的先进LCM工艺技术。这类工艺的共同特点是将纤维预成型体放入模腔内，

碳纤维复杂构件LCM成型工艺技术发展综述

复合材料液体成型工艺(Liquid Composite Molding,LCM)是纤维增强树脂基复合材料的主流成型工艺之一。随着航空航天工业的发展,高端装备对复合材料构件的性能以及复杂性提出了更多的要求,需要对当前LCM成型工艺进行创新,为此,新型复合材料成型工艺成为研究热点。本文按成型工艺类别划分,分别概述了复合材料LCM成型、自动铺放-液体成型、三维纺织预制体液体成型以及共固化液体成型的工艺原理、工艺特点与工业应用。最后对复合材料LCM成型工艺未来发展方向提出针对性建议。

一维面内非饱和渗透率的实验测量

以Darcy定律为渗透率系数测定的基本原理,自行设计实验装置和模具,分别考虑2种恒定注射压力和2种纤维体积含量(或空隙率),采用并行测量规程对树脂在多层玻璃纤维短切毡中的一维面内流动的过程进行了监测。分别采用传统的数据处理方法和内插值法对实验数据进行处理,并对2种不同方法得到的渗透率的结果进行了分析比较。

LCM监控技术研究进展

本文综述了LCM工艺监控用传感技术的研究进展 ,分析了其传感器原理、测量信息范围、适用场合及优缺点等 ,重点介绍了光纤传感技术在LCM上的应用现状 ,并对此领域的工作进行了展望。

厚铺层结构纤维增强体渗透性能研究

本文利用在线监测系统,采用径向法对厚铺层结构纤维增强体渗透性能进行了实验研究。通过对不同铺层厚度玻璃纤维增强体中测试液流动前沿以及渗透率的比较分析,发现对于厚铺层结构,渗透率随铺层厚度的增加逐渐减小,并且这个减小的趋势逐渐趋于平缓。通过对一定铺层厚度增强体中,测试液在顶层和底层渗透情况的比较,发现两者之间存在一定量的差异,此差异随铺层厚度的增加而增大。并且发现充模过程中存在一个顶层和底层渗透达到同步的时刻,此时间值随铺层厚度的增加而增大。

LCM中碳纤维织物结构对横向渗透性的影响

为研究液体模塑成型加工过程中,树脂流体在厚型织物预型件厚度方向的横向流动渗透情况,采用基于超声波传感监测技术的三维渗透率测试装置,对厚型结构织物增强体内部流动渗透情况进行实验研究。结果表明:不同结构的斜纹、双轴向、单向的碳纤维织物内部流动行为和渗透性差异显著;相同结构中,面密度小时层数的增加会对流动通道产生更多阻碍作用而降低横向渗透性;纤维体积分数低时,双轴向织物较斜纹织物厚度方向上的渗透率低;在紧密织物结构中,双轴向比斜纹织物的渗透率要高。单向织物中面内层内流动容易,而厚度方向的渗透率较低,相比其他2种结构低1～2个数量级。