碳纤维增强双马来酰亚胺树脂复合材料耐湿热性能

采用改性双马来酰亚胺树脂与碳纤维制备了耐热及耐湿热性能优异的复合材料。通过红外光谱分析、不同温度下力学性能测试及动态力学性能测试分析等,考察了该复合材料耐热及耐湿热性能;从吸湿特性、物理、化学特性及热应力等方面分析了湿热处理前、后复合材料高温环境下力学性能衰减机理。结果表明,复合材料吸湿初始阶段符合Fick第二定律,平衡吸湿率为0.97%~1.32%;湿热处理对复合材料基体化学结构和玻璃化转变温度基本无影响;界面处不断增大的热应力削弱界面结合强度,这是高温环境下力学性能下降的关键因素;与国内外同类复合材料相比,该复合材料湿热处理前、后在高温下弯曲性能和层间剪切强度保持率较高,耐热及耐湿热性能出众。

酶解木质素改性酚醛泡沫塑料的制备与性能

采用碱性水溶液萃取法,从酶解玉米秸秆残渣中提取到酶解木质素,然后用酶解木质素替代部分苯酚,成功研制得到酶解木质素改性酚醛树脂及其泡沫塑料。对酶解木质素改性酚醛树脂的机理及改性酚醛泡沫的表面形貌和性能进行了研究。结果表明,提取的酶解木质素具有典型的草本类木质素结构,其首先与苯酚发生缩合反应,生成的中间产物再与甲醛反应,从而成功地对酚醛树脂进行了改性。相对于普通酚醛泡沫,酶解木质素改性酚醛泡沫表面平整光滑、泡孔均匀,具有更好的力学性能和较低的掉渣率,克服了普通酚醛泡沫质脆易碎、容易掉渣的缺点,而其吸水性和保水性没有受到显著影响。

硝酸-超声协同改性碳纤维及其增强复合材料研究

通过硝酸氧化和超声处理相结合的方法,对碳纤维表面进行了成功改性。研究了改性处理温度、超声时间等对碳纤维的微结构、相结构、化学结构以及表面元素含量等的影响。结果表明:随着硝酸-超声处理温度的升高和处理时间的延长,碳纤维的结晶度提高、表面变得更加粗糙,而碳纤维表面的含氧官能团数量、活性基团含量逐渐增加,从而使得碳纤维与环氧树脂间的浸润性、反应性、机械锚合作用和结合力增大,最终使改性碳纤维增强的复合材料的力学性能得以显著提高,其中拉伸强度和弯曲强度分别提高了约12%和46.2%。

表面处理对碳纤维及其复合材料性能的影响

用去离子水超声、浓硝酸浸泡、浓硝酸超声等对碳纤维进行表面处理,研究了表面处理对碳纤维的微结构、表面化学组成、相结构、复丝拉伸强度、以及改性碳纤维增强环氧树脂复合材料的结构和力学性能的影响。结果表明:硝酸氧化和超声处理对碳纤维表面进行了有效改性,其中硝酸处理使碳纤维表面粗糙度和含氧官能团数量显著增大,超声处理使碳纤维获得良好的分散性并使碳纤维比表面积和含氧官能团增加。硝酸氧化与超声空化相结合强化了碳纤维表面的氧化和刻蚀作用,从而增强了碳纤维与树脂基体界面之间的"机械锚定"和化学键合作用,使碳纤维与树脂之间的界面结合强度得以有效提高,从而显著提高了复合材料的力学性能。