碳纳米管/共聚酰亚胺复合膜增强炭纤维/环氧树脂复合材料的层间断裂韧性和导热性

炭纤维/环氧树脂复合材料已被广泛用作航空航天领域的结构材料,但由于其沿厚度方向缺乏炭纤维增强材料,层间力学性能和面外导热性较差。本文制备了碳纳米管/共聚酰亚胺(CNT/BOH)复合膜作为增韧层,以提高炭纤维/环氧树脂层压板的层间断裂韧性和厚度方向导热性。由于BOH膜的塑性变形和CNTs的增强效应,CNT/BOH膜的引入使炭纤维/环氧树脂层压板的Ⅰ型和Ⅱ型层间断裂韧性分别提高260%和220%,此外,由于CNTs高的本征导热性和交联网络的形成,有效改善了层压板的厚度方向导热性。这种增韧方法为同时提高炭纤维/环氧复合材料的力学性能和导热性提供了一种有效的策略。

表面粗糙度和含氧官能团对炭纤维/环氧树脂界面黏结的贡献

炭纤维(CF)与基体之间的界面黏结对CF增强聚合物复合材料的性能至关重要。为了评估机械啮合和化学键合对炭纤维增强环氧树脂(EP)复合材料界面黏附性能的贡献,分离了炭纤维的表面粗糙度和含氧官能团以研究它们对界面黏附的影响。结果表明,氨水处理提高了表面粗糙度而不改变化学性能,而电化学处理在不改变表面粗糙度的情况下提高了化学性能。采用微滴法测试了CF/EP的界面剪切强度(IFSS),并通过线性拟合得到了IFSS与表面粗糙度和氧含量之间的函数关系。结果表明,在双官能和四官能环氧树脂体系中,化学键合对于增强界面黏附的贡献因子高于机械互锁。

氮掺杂聚丙烯腈基中空炭纤维用于锂硫电池正极

以聚丙烯腈(PAN)中空炭纤维为基体,通过KOH活化法制备了PAN中空多孔炭纤维用于锂硫电池正极材料基体。中空炭纤维经活化得到2491 m^(2)·g^(-1)的高比表面积和1.22 cm^(3)·g^(-1)的大孔隙体积。为了进一步提高电化学性能,使用水合肼对纤维前体进行了改性,以制备氮掺杂的中空多孔炭纤维。修饰后的纤维拥有1690 m^(2)·g^(-1)的比表面积,0.84 cm^(3)·g^(-1)的孔隙体积和8.81 at%的高氮含量。由于含氮基团可以增加纤维表面极性和吸附能力,所以在电流密度为1 C时,其起始比容量可以提升至到420 m Ah·g^(-1)。

添加剂对中间相沥青炭微球形成的影响

以中温煤沥青为原料,分别添加3%(质量分数)的炭黑、硫、氯化铝和对甲苯磺酸于420℃保温2h制备MCMB,研究比较了这4种添加剂对MCMB制备的影响。实验结果表明,炭黑、氯化铝和对甲苯磺酸作添加剂均能制备小粒径的MCMB,其中炭黑作用下制备的MCMB形度好、粒径均一,但表面粘附有炭黑颗粒且收率低;氯化铝作用下制备的MCMB球形度好,表面光洁,单分散性好,粒径分布相对集中,收率较高;对甲苯磺酸作用下制备的MCMB粒径较小时粘结融并现象严重,粒径较大时有较好的球形度与单分散性;硫作添加剂制备的MCMB粒径较大,球形度差,粘结现象严重。氯化铝是其中较好的添加剂。

氯化铝作用下煤沥青基中间相炭微球的形成历程研究

添加1%氯化铝的煤沥青在400℃热处理不同时间,得到一系列不溶于吡啶或丙酮的产物,利用SEM和TEM对所得产物进行表征和分析,结合现有理论,研究氯化铝作用下中间相炭微球的形成历程。结果表明,平面大分子首先在氯化铝附近区域生成并富集,面面层积形成片层单元,片层单元析出非球形颗粒,均相成核,同步生长,最终形成小球体。小球体具有接触但不融并的特性,有望高收率地制备中间相炭微球。

添加对甲苯磺酸对中间相炭微球制备的影响

以中温煤沥青为原料,对甲苯磺酸为添加剂,在硅油分散体系中420℃热处理2h制备中间相炭微球,研究对甲苯磺酸用量对中间相发微球形成的影响。利用SEM、FT-IR等方法对所得产物进行分析和表征,发现对甲苯磺酸对平面大分子芳烃的生成具有催化作用,能促进中间相发微球的形成。在一定的热处理条件下,控制PTSA的用量,实现均相成核,能制备出球形度好、粒径均一的中间相球体。

中和法制备硝酸羟胺的工艺研究

在实验的基础上,研究了以硫酸羟胺(HAS)为原料,水溶液中和法制备硝酸羟胺(HAN)的工艺过程,讨论了投料方式、反应温度、反应物浓度等对HAN得率的影响,得到了较优工艺条件。

国外火药含能粘结剂研究动态

综述了近几年火药含能粘结剂的研究,主要介绍了几种热塑性弹性体的合成及性能,其中,GAP基热塑性弹性体、聚NIMMO和BAMO/AMMO共聚物的应用潜力良好。

硅油/煤沥青乳液制备中间相炭微球

以中温煤沥青为原料,耐高温硅油为分散剂和导热介质,通过在反应釜中混合形成硅油/煤沥青乳液来制备中间相炭微球(Mesocarbon Microbeads,MCMB)。利用SEM、激光粒度仪和XRD分析等,研究了硅油用量对MCMB形成的影响。结果表明:硅油添加量对MCMB的形成有重要影响,当加入少量硅油后,MCMB粒径显著减小,分布均匀,小球表面较光滑,粘结现象减少,微晶结构得到改善,但四氢呋喃不溶物(THFI)收率降低。增加硅油用量,MCMB的粒径大小和微晶结构变化不大,小球之间粘结少,THFI收率增加,但小球表面附着小颗粒。当硅油/煤沥青的质量比为3∶1时,可得到粒径分布窄,D50为0.82μm,表面比较光滑,收率为8.2%的MCMB。

聚合物改性沥青的研究进展

介绍了目前聚合物改性沥青的研究进展,包括改性聚合物种类、聚合物改性机理及其性能评价方法,并阐述了聚合物改性沥青技术的发展趋势。

雷达吸波材料的研究现状及其进展

雷达吸波材料(RAM,radar absorbing material)是一种能有效吸收入射雷达波,使目标回波强度显著衰减的功能材料。阐述了雷达吸波材料工作原理及结构吸波材料、纳米吸波材料和吸波纤维的研究现状,并对其他吸波材料的研究情况作了简要的概述。最后指出了吸波材料的发展方向。

石墨烯/炭纤维/聚醚醚酮复合材料的制备及性能

使用层间喷涂法制备了石墨烯/炭纤维/聚醚醚酮(GR/CF/PEEK)复合材料,对材料微观形态、力学性能、热学以及电学性能进行了分析。结果表明,0.1 wt%的石墨烯的加入即可使复合材料的层间剪切强度(ILSS)从57.3 MPa增加到77.6 MPa,弯曲强度和弯曲模量分别从1 226.2 MPa、64.5 GPa增加到1 512.3 MPa、73.6 GPa。差示扫描量热结果证明少量石墨烯的加入能够提高复合材料基体的结晶度。同时复合材料的热导率和电导率也随着石墨烯含量的增加而增加,加入0.5 w t%的石墨烯,复合材料的热导率和电导率与未加入石墨烯相比分别增加了15.5%和73.1%。GR/CF/PEEK复合材料与CF/PEEK相比具有更优良的综合性能。

聚NIMMO的合成及其在火药中的应用

论述了NIMMO聚合物及其单体的合成、性质以及在火药中的应用,NIMMO聚合物在LOVA发射药中作为粘结剂有广阔的应用前景,其低聚物作为硝酸酯粘结剂的增塑剂是一个重要研究方向。

包装废弃聚合物的回收及再利用技术研究进展

介绍了包装废弃聚合物的现状、危害及其研究进展,分析了德国、美国、日本以及中国的包装废弃聚合物的回收模式,探讨了包装废弃聚合物再利用技术,并阐述了包装废弃聚合物回收再利用的发展趋势。

老化沥青软化点与沥青质关系的理论研究

根据沥青老化动力学的相关研究结果,通过推导,首次得到软化点与沥青质含量之间的定量关系式:(1-w)t_s=C,为沥青老化动力学提供了理论基础。实验证实,该式可靠性良好。研究发现,老化后沥青软化点升高,是由于其类属组成和分子间作用力发生变化;由沥青四组分分析可知,沥青质是影响软化点最为重要的因素。基于软化点定义了沥青抗老化参数,它与正戊烷沥青质含量之间存在简单的线性关系,可以简洁有效的表征沥青的抗老化性能。

表面官能化对热塑性涂层改性炭纤维表界面性质的影响

本文利用混酸氧化以及乙二胺接枝的方法得到羟基和氨基官能化炭纤维(CF―OH和CF―NH_(2)),之后进行磺化聚醚醚酮上浆处理,制备了热塑性上浆剂涂层改性的功能化炭纤维(CF―OH―SPEEK以及CF―NH_(2)―SPEEK),并研究表面官能团对热塑性涂层改性炭纤维表面以及复合材料界面性质的影响。结果表明,经表面功能化处理后,炭纤维的表面官能团含量以及表面润湿能力得到了明显的提高。核磁氢谱分析显示,引入的—OH、—NH_(2)等基团与磺化聚醚醚酮发生化学反应,提高炭纤维和上浆涂层之间的结合能力。因此,与磺化聚醚醚酮直接涂层改性的退浆炭纤维(Desized-SPEEK)相比,CF―OH―SPEEK以及CF―NH_(2)―SPEEK与聚醚醚酮复合时界面剪切强度分别提高了6.2%和14.0%,证明表面功能化处理有利于提高热塑性涂层改性的炭纤维复合材料的界面结合能力。

包装废EVA复合改性沥青的研究

以回收的包装废弃聚合物——西服包装袋(主要成分EVA)代替普通聚合物改性剂,通过添加废胶粉对普通道路沥青进行复合改性。结果表明,改性后,沥青的软化点、5℃延度提高,针入度降低,也就是说,复合改性提高了沥青的综合性能。FT-IR分析表明改性过程属于物理共混。通过改性沥青的微观结构分析,对复合改性沥青的高、低温性能进行了研究,表明复合改性剂形成的空间网络结构及其引发的应力剪切作用是产生改性效果的主要原因。

双层混杂纤维/炭黑改性环氧树脂复合材料的制备及其吸波性能

通过采用整体压制的方法制备了双层混杂纤维/炭黑改性环氧树脂复合材料,对其吸波性能进行了研究。结果表明:随着炭黑含量的增加,材料的反射衰减峰向低频移动,当炭黑含量较高时,吸收主要作用在低频波段,且存在明显的双反射衰减峰。当炭黑含量为6%时,在13.6 GHz处反射衰减峰值可达-20.6 dB,≤-10 dB的有效带宽为3.6 GHz。当炭黑含量为8%时,双反射衰减峰分别在10.6 GHz和7.8 GHz,峰值分别为-17.0 dB和-14.9 dB,≤-10 dB的有效带宽为6.7 GHz。

预氧化及热处理温度对中间相炭微球组成和结构的影响

以中温煤沥青为原料,利用热缩聚法制得中间相炭微球(MCMB)。将MCMB在300℃预氧化,利用元素分析、FT-IR、XRD、HRTEM等手段,研究了预氧化后及在不同热处理温度下MCMB组成和结构的变化。结果表明,MCMB预氧化后,氧含量增加,官能团种类增加,微晶结构变差;随着热处理温度升高,杂原子逸出,官能团种类减少,微晶高度和宽度增大,层状结构逐渐规整;当热处理温度为2300℃时,石墨化度为89.53%,MCMB中几乎不存在杂原子,微晶结构极大改善,层间距为0.3363nm,接近石墨层间距,在HRTEM中可观察到显著石墨化条纹。