玻璃纤维增强环氧复合材料耐海水性能研究进展

综述了玻璃纤维增强环氧复合材料(GFRP)耐海水(SW)性能进展,讨论了随浸泡时间的变化其吸水率和力学性能的变化,并探讨了海水浸泡对GFRP性能的影响因素和腐蚀机理。结果表明:GFRP纤维体积分数、制备工艺、水质和温度等因素均对GFRP的吸水率和力学性能有较大影响;海水中所含的酸、碱、盐等化学物质及微生物将导致GFRP物理和化学降解损坏。此外,老化初期,水分在GFRP中塑化溶胀产生的积极作用和腐蚀引起的结构破坏的双重作用机制导致材料力学性能存在波动。

MCNTs对乙烯基酯树脂固化及其拉挤玻纤复合材料层间粘合性能影响

为提高乙烯基酯树脂(VE)拉挤复合材料层间剪切强度(ILSS),采用工业级多壁碳纳米管(MCNTs),在交变搅拌速度下将其分散在VE中,制备低成本含MCNTs的VE玻纤拉挤复合材料,并评估MCNTs自由基捕捉效应和拉挤速度对ILSS和热性能的影响。结果表明:适量补充引发剂总量可补偿由于MCNTs自由基捕捉效应而损失的自由基,提高含MCNTs拉挤复合材料的ILSS和玻璃化转变温度(Tg);与未加MCNTs的VE拉挤复合材料相比,添加0.1wt%MCNTs的VE拉挤复合材料ILSS提升了近20%,Tg提高了8.1℃;拉挤速度降低可提高VE的固化程度,进一步提高了复合材料的层间粘合性能和耐热性。MCNTs、VE和玻璃纤维三者之间通过化学或物理交联相互作用,改善了复合材料的界面结合性能。

MWCNT对玻纤复合材料界面黏合性及其影响机制

通过超声浸渍法将改性多壁碳纳米管(MWCNT)均匀分布于玻纤织物(GFf)表面,得到MWCNT-GFf预增强体,解决基于树脂传递原理制备含MWCNT玻纤复合材料中出现MWCNT被织物阻挡的难题,得到性能稳定的含MWCNT玻纤复合材料。利用万能材料试验机、动态热机械分析仪、场发射电镜等手段,研究复合材料层间剪切性能及MWCNT对其黏合性能的影响机制。结果表明:与GFf复合材料相比,含MWCNT玻纤复合材料层间剪切力可提高约40%,界面黏合强度明显提高。适量氨基硅烷(KH550)可促进MWCNT在MWCNT-GFf上分布均匀,提高层间和纤维之间的界面黏合。MWCNT明显提高了玻纤表面粗糙度,部分可形成似"倒刺"结构,提高复合材料的界面黏合性。过量MWCNT或过量KH550反而降低复合材料的界面黏合性。

钙基蒙脱石对聚苯乙烯纳米复合材料阻燃性能的影响

钙基蒙脱石(Ca MMT)是自然界存在的主要蒙脱石形态。分别采用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和双十二烷基二甲基溴化铵(DDAB)对Ca MMT进行插层改性,制备了有机钙基蒙脱石(Ca OMT)。采用熔融共混法制备了聚苯乙烯(PS)/Ca OMT纳米复合材料。通过X射线衍射法评估了Ca MMT的改性效果;采用热重法和锥型量热法研究了复合材料的热稳定性和燃烧过程中的释放速率、生烟速率以及CO释放速率等阻燃性能。研究表明,CTAB和DDAB均可对Ca MMT有效插层改性,其中,DDAB改性的Ca MMT对PS的阻燃性能提高较大。与纯PS相比,PS/Ca OMT纳米复合材料的相对最大热释放速率可降低42.9%,生烟速率可降低7.5%,CO释放率可降低16%。