碳纤维增强树脂复合材料废弃物回收技术研究现状

随着碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)市场需求量的大幅增加,大量CFRP废弃物的回收再利用问题严重制约了碳纤维产业的可持续发展,因此,发展切实可行的CFRP废弃物回收利用方法至关重要。简述了CFRP的发展现状以及大量CFRP废弃物所带来的严重环境问题和资源浪费,介绍了CFRP废弃物的各种回收技术,包括机械回收法、高温热解法、流化床热分解法、溶剂回收法等,总结了不同回收技术的回收原理、工艺流程、研究现状以及各自优缺点,并对CFRP回收再利用的未来发展方向进行了展望。

Al_3Ti金属间化合物的研究进展

综述了Al3Ti金属间化合物的研究进展,介绍了其室温脆性改善的方法,分析了合金化结构变异和复相强化对于材料塑性、韧性提高的机理,并对Al3Ti金属间化合物的制备方法和主要应用进行了分类评述,并指出了今后的研究和发展方向。

Al_3Ti及其L1_2型变异合金的制备

以Al、Ti、X（X=Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu等）高纯度粉末为原料，以高能球磨机和真空热处理炉为设备，将原料按Al3Ti或Al3Ti—X合金化学计量比配合，添加少量过程控制剂，适当控制转速、球料比，磨球直径等球磨工艺参数，在氩气保护下球磨30h后，在真空热处理炉中经过600～800℃低温热处理，成功制备出了Al3Ti及其L12型变异合金。该方法制备的合金纯度可达95％以上，而且简单易行，经济高效。可望实现Al3Ti合金的工业化生产。

三维网络结构增强金属基复合材料的抗压强度模型

利用混合定则和参照Zum-Gahr模型、Khruschov模型,建立了一种连续网络结构增强金属基复合材料的抗压强度模型,并进一步对模型进行了修正。通过压力和负压浸渗技术制备了不同增强相体积分数的复合材料,测试了其抗压强度值,将试验数据与模型进行了拟合,数据基本在模型限定范围内。形成的相互贯穿、相互缠绕的网络结构增强复合材料的抗压强度与增强相的体积分数在上限时呈线性关系,且随体积分数的增加而增加;在下限时呈非线性关系,当增强相体积分数超过80%以上时,抗压强度明显增加。与基体相比,复合材料的抗压强度有明显提高。

玄武岩纤维增强复合材料板簧设计与制备

以某轻型货车用板簧为研究对象,以玄武岩纤维增强环氧树脂基复合材料代替弹簧钢减轻车辆板簧质量为目的,通过材料优化设计、结构优化设计,确定了复合材料设计方案,利用ANSYS仿真设计软件对复合材料板簧进行了力学性能分析,采用树脂传递模塑(RTM)制备工艺制备了玄武岩增强复合材料板簧。结果表明,优化后的玄武岩纤维增强复合材料板簧静态强度、动态疲劳寿命能够满足设计和使用要求,通过了静载和台架疲劳试验,且质量相对于弹簧钢板簧减重55%。

3DNSRMMCs网络骨架结构几何特征分析

用β-Si3N4颗粒浆料浸渍有机前驱体多孔聚合物材料,通过加热烧蚀掉聚合物,制备出三维空间连续网络结构预制块体。其几何特征遵循Euler定律、Aboav-Weaire定律和Levis准则等拓扑规律,在复制过程中,孔穴结构产生扭曲、变形,使其结构在空间三维方向上出现各向异性,各向异性率因扭曲变形程度不同而不同。通过实验数据测量和拓扑规律计算,定性和定量地描述了作为金属基复合材料增强相网络结构的几何特征,为获取复合材料优良性能奠定了基础。

防刺防弹复合材料的技术状况探讨

本文论述了防弹防刺复合材料的国内外发展状况、目前国内外所普遍采用的防刺防弹材料状况、防弹防刺复合材料所采用的材料状况、防弹防刺复合材料工艺状况、防弹防刺复合材料结构状况、防弹防刺复合材料的测试技术状况、防弹防刺复合材料的性能状况。

VARTM工艺用乙烯基酯树脂基体配方及性能研究

以溴化改性乙烯基酯树脂、氨基甲酸酯改性乙烯基酯树脂为混合基体,以E-玻璃纤维(GF)为增强材料,通过真空辅助树脂传递模塑(VARTM)工艺制备乙烯基酯树脂/GF复合材料,对其力学性能和阻燃性能进行了研究。结果表明,在两种树脂质量比为1∶1时该复合材料的拉伸强度与弯曲强度达到最大值,且综合性能最优。氧指数随溴化改性乙烯基酯树脂含量的增加而增加。

通过稀土元素La细化Al_3Ti合金晶粒

对机械合金化后的粉末进行热压成型和在万能实验机上进行三点弯曲强度和断裂韧性实验(加载速度为10-2cm.s-1,切槽宽2 mm,长3～4 mm,根部半径200μm),结果发现添加原子分数为4%La时,在TiAl3晶粒周围出现新相Al11La3,隔绝了晶粒生长,实现了晶粒由柱状晶粒-扁长晶粒-等轴晶粒的转变,从而细化了晶粒,在较大程度上改善了TiAl合金的塑性。

TiAl金属间化合物网络结构件的制备

选用具有连通气孔的多孔有机物作为骨架,利用浸渗工艺,将多孔骨架浸入一定配比的TiAl浆料中,制备出具有一定孔隙率及高通孔率的TiAl坯体,经低温和高温两个阶段烧结获得性能良好的多孔网状骨架。当烧结温度在1380℃时,网状金属间化合物具有最佳的烧结效果,既能保持很高的通孔率,又保证了材料具有较高的抗压强度。研究了以TiAl网状结构为增强体的Al基复合材料的摩擦磨损行为和压缩性能。结果表明,TiAl网状结构增强效果明显,复合材料的抗磨损性能和抗压缩性能明显优于基体铝,其磨损行为主要为粘着磨损。

异辛醇改性三氯氧钒催化体系催化乙烯/丙烯共聚合

以异辛醇改性三氯氧钒(VOCl_3·3(2-ethyl-hexanol))为催化剂前体,倍半乙基铝(EASC)为助催化剂,三氯乙酸乙酯(ETCA)为活化剂进行乙烯/丙烯共聚合,并与传统VOCl_3体系进行对比。考察了EASC和ETCA用量、反应温度对聚合的影响。随EASC用量的增加,2种催化体系活性均先增加后下降,VOCl_3·3(2-ethyl-hexanol)和VOCl_3体系分别在[Al]/[V]比为40和30时达到最高催化活性6. 15 kg EPR/g V·h和4. 97 kg EPR/g V·h。2种催化体系活性均随聚合温度的升高呈下降的趋势,VOCl_3·3(2-ethyl-hexanol)体系的下降幅度低于VOCl_3体系,表明异辛醇有效地稳定了生成的活性中心。差示扫描量热分析和核磁共振碳谱分析表明以VOCl_3·3(2-ethyl-hexanol)体系所合成的共聚物较VOCl_3体系有更高的丙烯插入率和更为无规的结构。

用二[二(2-乙基己基)磷酸]异辛酸钕盐/氢化二异丁基铝/一氯二乙基铝催化体系制备高顺式丁二烯-异戊二烯共聚物

以二[二(2-乙基己基)磷酸]异辛酸钕盐[Nd(P_(204))_2EHA,简称Nd]/氢化二异丁基铝(简称Al)/一氯二乙基铝催化体系催化丁二烯-异戊二烯共聚合,考察了催化剂用量、n(Al)/n(Nd)和共聚单体比对聚合的影响。结果表明,该催化体系在n(Al)/n(Nd)为10时即具有高活性,且所得共聚物具有高的分子量(数均分子量大于10×10~4)和窄分子量分布(分布指数小于2.0),特别是其中的丁二烯和异戊二烯链节的顺式-1,4-结构摩尔分数均超过了97%。随n(Al)/n(Nd)增大,聚合物的收率增加,同时由于链转移反应增强导致聚合物的分子量降低、分子量分布变宽。随着共聚单体中丁二烯用量的增加,共聚物中异戊二烯链节的顺式-1,4-结构含量增加,而丁二烯链节基本不变,顺式-1,4-结构摩尔分数保持在约99.4%。

超临界流体回收碳纤维树脂复合材料

碳纤维树脂复合材料回收再利用是碳纤维产业可持续发展的重要一环,因此受到学术界及产业界的广泛关注。超临界流体回收碳纤维方法是一种高效、清洁,并且对碳纤维性能损伤较小的回收方法。本文回顾了超临界流体回收碳纤维树脂复合材料研究进展,系统讨论超临界体系、反应条件、催化剂等对树脂降解率、回收碳纤维性能的影响,并对超临界流体回收碳纤维树脂复合材料的未来发展进行了展望。

高PVB含量改性酚醛树脂薄膜的制备及性能

基于酚醛树脂(PF)脆性大、浇注体试样难制备、成膜性差的问题,以乙醇为溶剂,采用聚乙烯醇缩丁醛(PVB)对其改性并制备增韧型PF薄膜。通过电子万能试验机测试树脂薄膜的剥离强度及力学性能,通过差示扫描量热仪和红外光谱研究树脂体系固化机理,通过扫描电子显微镜观察树脂薄膜固化前、后及拉伸断裂处的微观形貌。研究结果表明,PVB质量含量高于30%的改性PF均具有良好的成膜性,PVB与PF可发生接枝反应得到具有增溶作用的接枝共聚物PF-g-PVB,PF/PVB体系的力学性能主要受到树脂配比及相结构的影响,通过调节PF/PVB的配比可得到具有不同相结构的改性树脂,进而得到具有不同力学性能的材料体系。结果表明,当体系质量配比为PF/PVB=60/40时,改性树脂具有最佳综合力学性能,此时作为连续相的PF和作为“海岛”相的PVB共同构成界面相容性良好的树脂材料,在薄膜试样测试条件下,树脂拉伸强度为42.12 MPa、断裂伸长率为2.22%、指定跨距下的弯曲挠度为5.41 mm。