热老化加速下高压套管聚醚酰亚胺复合材料抗拉强度预测

热老化易导致玻璃纤维/聚醚酰亚胺(glass fiber polyetherimide,GF/PEI)电缆套管失效,因此研究GF/PEI复合材料热老化加速作用下的力学性能变化规律对提高电缆套管可靠性至关重要。首先,对GF/PEI复合板进行85~145℃范围内不同温度的热时效处理;然后,对不同热老化温度下的样品进行拉伸试验,测试其抗拉强度,分析不同热老化作用下材料色差变化规律;最后,基于抗拉强度和色差的回归分析结果,采用支持向量回归模型建立色差和抗拉强度之间映射模型,实现抗拉强度预测。测试结果表明,随着热老化作用温度逐渐上升,GF/PEI复合材料的抗拉强度逐渐下降,而色差总体上保持增长趋势,且两者呈现显著相关性。建模结果表明,对比传统的线性回归模型和BP神经网络方法,支持向量回归模型能够更加有效地表征色差和抗拉强度之间的映射关系,且预测GF/PEI复合材料抗拉强度的误差更小。

适于低温应用的玻璃纤维/聚醚酰亚胺复合材料

采用不同含量玻璃纤维/聚醚酰亚胺制备高性能复合材料,对其超低温(-253℃)线胀系数进行深入研究,并对其常温下的热导率、力学性能进行比较。结果表明,玻璃纤维质量分数为30%时,复合材料的综合性能优异,其典型性能如下:低温线胀系数纵向为2.16×10-5/K,横向为3.03×10-5/K,热导率为0.31W/(m.K),拉伸强度为158MPa,弯曲强度为264MPa,无缺口冲击强度为4.24J/cm2。

内凝固浴组成对聚醚酰亚胺中空纤维膜结构和性能的影响

以N,N二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,水为外凝固浴,乙醇为内凝固浴,DMAc为内凝固浴添加剂,采用相转化法制备了聚醚酰亚胺(PEI)中空纤维膜,研究了内凝固浴组成和纺丝液浓度对膜结构和性能的影响。实验结果表明,随着内凝固浴中DMAc含量在一定范围内增加,纤维断面指状孔有所减少,内表面由无孔到有微孔出现,但膜的水通量下降,截留率不受影响;随着纺丝液浓度提高,膜的水通量下降,截留率提高。

磺化聚醚酰亚胺/聚醚酰亚胺共混膜的结构与性能

将亲水性的磺化聚醚酰亚胺(SPEI)和疏水性的聚醚酰亚胺(PEI)共混,以N,N 二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,制备了SPEI(Na型)/SPEI中空纤维超滤膜,研究了纺丝过程中内凝固浴组成比例和空气间隙距离变化对膜结构以及膜分离性能的影响。实验结果表明,随着内凝固浴中DMAc含量的提高,纤维内指状孔减少,水通量下降,而截留率则不受影响;随着空气间隙距离的增大,从膜内壁侧出发的指状孔结构前端逐渐向外壁发展,而膜的外壁侧则逐渐变得致密,同时,膜的外表面可能出现较大的微孔结构,导致膜的水通量随着空气间隙距离的增加而迅速增加后随之下降,而截留率则一直保持下降趋势。

聚醚酰亚胺耐热大分子偶联剂增强增韧石英纤维/含硅芳炔复合材料

设计并制备了一种新型乙炔基封端聚醚酰亚胺大分子偶联剂(BDA-K),探究了其对石英纤维(QF)/含硅芳炔(PSA)复合材料界面增强增韧的效果.在常温下,加入大分子偶联剂的复合材料层间剪切强度、弯曲强度和缺口冲击强度分别提高了54.1%,59.0%和23.8%;在250℃时,层间剪切强度和弯曲强度保留率分别达到89.0%和89.6%,500℃时保留率分别达到63.3%和67.9%.傅里叶变换红外光谱和X光电子能谱分析结果表明,BDA-K参与PSA的交联固化,与QF发生有效化学键合;热重分析(TGA)结果表明,由于BDA-K的分子结构中引入耐热官能团酰亚胺环等,使其大分子偶联剂的T_(d5)达到489℃;扫描电子显微镜(SEM)结果表明,柔软的大分子层提供了适中的界面结合,使强度和韧性都得到提高.

全球高性能纤维将呈风云变幻格局

世界高性能纤维即将呈现大发展的趋势,特别是在节能和环保法律法规、新一轮军备竞赛和反恐形势的推动下,2016年全球高性纤维的产能预期为2.566 55×10~5 t/a,而到2020年仅中国就将猛增至2.6×10~5 t/a,届时中国将成为高性纤维的王国。文中详述了碳纤维、芳酰胺纤维、超高相对分子质量聚乙烯纤维、连续玄武岩纤维、聚醚酰亚胺纤维和聚醚醚酮纤维的发展新形势。

聚醚酰亚胺中空纤维超滤膜的研究(Ⅰ)膜结构、热性能和机械性能

以聚醚酰亚胺 (PEI)为膜材料 ,聚乙烯吡咯烷酮 (PVP)和聚乙二醇 (PEG)等为添加剂 ,N -甲基吡咯烷酮 (NMP)和二甲基乙酰胺 (DMAc)为溶剂 ,采用干 /湿法纺丝技术制备出聚醚酰亚胺中空纤维膜 ,提高了PEI超滤膜的耐污染性 .通过改变纺丝液中不同的添加剂 (如PEG或PVP) ,PEI中空纤维膜断面可从指状孔转变成海绵状 .此外 ,讨论了聚醚酰亚胺中空纤维的膜结构。

聚醚酰亚胺中空纤维超滤膜的研究(Ⅱ)油/水乳状液分离

采用聚醚酰亚胺中空纤维超滤膜 ,制备中空纤维膜组件 ,进行油 /水 /表面活性剂的乳状液分离试验研究 .对 2 50 0mg/L正十二烷和 16 0 0mg/L十二烷基苯磺酸钠的油 /水 /表面活性剂乳状液的研究结果表明 :在操作压力为 0 1MPa ,单皮层PEI/PVP中空纤维超滤膜通量为 32 6～ 59 4L/ (m2 ·h) ,表面活性剂脱除率为 76 1%～ 78 3% ,总有机碳脱除率为 91 0 %～92 5% ,油脱除率大于 99 0 % 。

聚醚酰亚胺中空纤维气体分离膜及结构

以聚醚酰亚胺为膜材料,N-甲基吡咯烷酮为溶剂,采用干/温法纺丝技术制备聚醚酰亚胺中空纤维气体分离膜.研究了不同芯液组成和中空纤维热处理对O2/N2、H2/N2和He/N2膜性能的影响.当芯液组成为m(NMP):m(H2O)=19:1时,涂层的聚醚酰亚胺中空纤维=165,JO2=3.25GPU,JHe=64.6=83.9,αH2/N2膜气体分离性能如下:αO2/N2=4.22,αHe/N2=7.57,=127GPU;该膜经过150℃热处理1h后,其气体分离性能如下:αO2/N2GPU和JH2=0.833GPU,JHe=33.4GPU和JH2=56.3GPU.用扫描电镜=512,JO2αHe/N2=304,αH2/N2对膜结构、中空纤维膜制备中的相转化过程进行了研究.讨论了聚醚酰亚胺中空纤维共混膜的机械性能.

气体渗透性双向可调的活性炭纤维/炭复合膜的制备

以3,3',4,4'-二苯醚四甲酸二酐-4,4'-二氨基苯醚型(ODPA-ODA)聚醚酰亚胺为前驱体,活性炭纤维(ACF)为掺杂剂,制备了ACF/C复合膜。分别通过热重分析、红外光谱、扫描电镜、X-射线衍射等表征手段分析了膜样品的热稳定性、表面官能团、表面形貌和微观结构。考察了ACF用量等因素对前驱体膜及炭膜的结构与性能影响。结果显示,引入ACF使前驱体热稳定性提高;随制备时ACF用量从0增大到0.5%,其对所得炭膜分别发挥了堵孔与造孔的双向调节作用,使气体渗透性先减小后增大。与无掺杂炭膜相比,当ACF用量为0.5%时所制备复合炭膜对H_2,CO_2,O_2和N_2的渗透性分别提高了1.5倍、18.6倍、5.3倍和5.8倍。

热拉伸工艺对聚醚酰亚胺纤维结构与性能的影响

采用牌号为Ultem 1010的聚醚酰亚胺(PEI)切片进行熔融纺丝,制备PEI纤维,探讨了PEI熔融纺丝的可纺性,重点研究了热拉伸工艺中拉伸倍数和拉伸温度对PEI纤维结构和性能的影响。结果表明:PEI具有良好的耐热性和较宽的加工温度范围,适合熔融纺丝;控制PEI的纺丝温度在340~350℃,卷绕速度在250~300 m/min,所得纤维的均匀性和稳定性较好;热拉伸不能促进PEI纤维结晶,无论拉伸与否,PEI纤维的结构都是无定形的;随着拉伸倍数的增大和拉伸温度的提高,PEI纤维的断裂强度和声速值都呈现出先上升后下降的趋势,在拉伸温度为220℃、拉伸倍数为3.0时,PEI纤维力学性能最好,其断裂强度达到2.6 cN/dtex;PEI纤维初始热分解温度为460.3℃,800℃时纤维的质量保持率为54.74%,具有良好的热稳定性。

短切纤维对复合材料焊接强度的增强作用

研究短切纤维作为增强剂对复合材料焊接界面的强化效果。以不锈钢网作为加热体,利用脉冲电阻焊接技术连接玻璃纤维增强聚醚酰亚胺(GF/PEI)层合板。对芳纶纤维(AF)、玻璃纤维(GF)、碳纤维(CF)作为增强剂的焊件分别进行单搭接剪切实验,以评估焊接头的强度。结果表明,纤维通过与不锈钢网加热体共同承担焊接头的力学性能来实现焊接界面强化。断口分析显示,在纤维的增强作用下,焊接初期主要失效模式均为纤维和基体剥离;焊件强度达到最佳时,失效模式转变为不锈钢网加热体和纤维同时撕裂。

PEI微孔纤维及PMMA/PEI复合纳米纤维的制备与表征

利用静电纺丝技术制备了具有微孔结构的聚醚酰亚胺(PEI)纳米纤维,在此基础上采用同轴共纺技术获得了有机玻璃/聚醚酰亚胺(PMMA/PEI)纳米复合纤维,考察了不同的纺丝工艺参数对PEI和PMMA/PEI纤维形貌的影响.实验结果表明,在低浓度下单纺可获得直径0.05～0.5μm的PEI微孔纳米纤维,使用同轴共纺技术能获得表面光滑的PMMA/PEI复合纳米纤维;经过4MPa压置处理10min的复合纳米纤维薄膜的拉伸强度随PEI含量的增加有所提升.

七通道中空纤维超滤膜的制备与性能调控

以聚醚酰亚胺(PEI)为膜材料、N,N-二甲基乙酰胺为溶剂、水为凝固浴,采用干-湿相转化法制备七通道中空纤维超滤膜,研究了PEI含量和3种添加剂γ-丁内酯、聚乙二醇600(PEG600)、聚乙烯吡咯烷酮-K30对膜结构和性能的影响。结果表明,随着PEI含量升高,膜断面由指状孔向海绵状孔转化,拉断力和爆破压力大幅提升。以PEG600为添加剂时膜具有最佳的综合性能,拉断力为16.55 N,纯水通量为247.39 L/(m^2·h),对牛血清白蛋白的截留率达93.9%。

ZIF-8对Ultem? 1000中空纤维气体分离膜性能影响研究

以高比表面积、纳米尺寸ZIF-8作分散相、以Ultem? 1000作连续相,通过干-湿相转化纺丝法分别制备了Ultem? 1000和ZIF-8/Ultem? 1000中空纤维气体分离膜,研究了ZIF-8对膜性能的影响.SEM和机械强度测试结果表明,ZIF-8的引入减小了中空纤维膜支撑层的指状孔结构且使内皮层变疏松多孔;膜抗拉强度几乎不变甚至略有增加.ZIF-8/Ultem? 1000中空纤维膜的气体渗透通量和分离系数较Ultem? 1000中空纤维膜均有明显提升:O2渗透通量由2.56 GPU增加至3.56 GPU,O2/N2分离系数由5.81增至7.74.

玻璃纤维增强制件注射成型过程的模具磨损原因及规律

玻璃纤维增强聚醚酰亚胺(PEI)薄壁制件注射成型过程中,易对模具型芯产生磨损,从而严重影响制件成型品质。以某型号手机听筒薄壁制件为例,根据生产实践分析了型芯表面的微观磨损特性,采用数值计算方法研究了型腔近壁面的熔体流动行为以及型芯表面材料的冲蚀破坏形式与磨损规律。结果表明,注塑过程中型芯表面材料发生冲蚀磨损形成月牙形凹槽,型腔近壁面上的熔体流速决定了月牙形凹槽的形貌和尺寸,玻璃纤维粒子的入射角和倾角决定了型芯表面材料的冲蚀破坏形式,冲蚀磨损量随着玻璃纤维粒子侧倾角的增大不断增加,随着入射速度的增大呈指数型增加。

内凝固浴流速对聚醚酰亚胺中空纤维膜结构与性能的影响

以N,N 二甲基乙酰胺为溶剂,水为内、外凝固浴,制备聚醚酰亚胺中空纤维膜,研究了内凝固浴流速对膜的形态结构、分离性能以及力学性能的影响。实验结果表明:随着内凝固浴流速的提高,纤维外径略有下降、内径有较大程度的提高、壁厚减小,其它结构无明显变化。与此相对应,膜的力学性能有一定程度的下降,而水通量有很大程度的提高,截留率变化不大。当内凝固浴流速/纺丝液流速大于 0.4 时,纤维内壁表面产生较大的轴向应力,把处于相分离早期的分子链或分相微区拉开,产生了微孔。

纤维对PEI改性环氧树脂单向复合材料形态的影响(英文)

人们改善环氧树脂基复合材料的脆性通常只改善环氧树脂基体和增强纤维间的界面 .提高环氧树脂韧性的另一种常用方法是添加初始相容性良好的热塑性树脂如聚醚酰亚胺 ,在某一转化率 (取决于体系的组成和反应温度 )时体系发生相转变 .体系最终的形态由相转变速率和环氧树脂反应速率所控制 .本文作者研究了两种增强纤维 (玻璃纤维和碳纤维 )对不同环氧树脂 /聚醚酰亚胺体系形态形成的影响 .结果发现体系中纤维的存在不会影响基体相分离过程 ,但会改变体系的最终形态 ;形态的变化与纤维的品种关系不大 ;

甘油作非溶剂制备PEI中空纤维膜的微观形貌分析

利用浸入沉淀相转化法,以聚醚酰亚胺(PEI)为膜材料,N-二甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂,以不同量的甘油作为非溶剂添加剂,制备了亲水性聚酰亚胺中空纤维膜。通过扫描电子显微镜(SEM)、万能试验机和孔隙度测试对膜丝进行表征,研究不同质量比的甘油作为非溶剂添加剂对聚酰亚胺中空纤维膜微观结构及力学性能的影响。结果表明:甘油作为非溶剂添加剂时,中空纤维膜中海绵层的厚度随甘油含量的增加而减少,手指状的空间同时增大,有助于提高PEI中空纤维膜的孔隙率和强度。将甘油质量百分比控制为5%或6%时,中空纤维膜的强度提高效果最好。

PEI纳米纤维层间增韧碳纤维环氧复合材料性能研究

基于聚醚酰亚胺优越的力学性能和纳米纤维膜高比表面积、高孔隙率的特性,利用气泡静电纺丝工艺制备不同厚度的纳米纤维膜改善碳纤维环氧复合材料的层间韧性。结果发现不同膜厚度增韧的双悬臂梁(DCB)试件的I型层间断裂值(GIC)均有所提高,特别是膜厚为0.058±0.007 mm时,层合板的增韧效果最好,比未增韧试件提高了114.55%。通过复合材料层间断裂界面的SEM照片证实了纳米纤维膜在界面处通过桥联约束效应及钉锚作用有效提高了复合材料的层间断裂韧性。