改性HDPE复合材料的物理力学性能研究

改性HDPE复合材料是一种新型的高分子材料,在建筑工程项目、汽车行业、航空航天领域都有广泛的应用。该材料具有良好的物理力学性能,能够满足现代机械制造工业的要求,达到节能减排的效果。改性HDPE复合材料的具体物理力学性能受到制备技术的影响,通过对改性HDPE复合材料的制备工艺技术展开探索,对比不同含量HDPE下复合材料的不同物理力学性能,旨在找到一种高效率、高性能的改性HDPE复合材料。

增强体表面改性在高导热金属基复合材料中的应用

随着电子技术的高速发展和电子器件的更新换代,电子封装材料的性能需求越来越高。金属基复合材料,尤其是铝基和铜基复合材料具有高导热、低膨胀、高稳定性等特点,是具有广阔应用前景的电子封装材料。然而,金刚石、石墨烯、硅等增强体与基体的润湿性差,或者在高温下与基体发生有害的界面反应,限制了此类高导热金属基复合材料的开发和应用。本文简述了金属基复合材料的界面研究进展,结合影响金属基复合材料界面结合的因素,提出了几种改善界面结合的方法。增强体表面改性是改善金属基复合材料界面的重要途径之一,常用工艺有磁控溅射法、化学气相沉积法、溶胶凝胶法、化学镀法等;最后,对增强体表面改性在高热导金属基复合材料中的应用进行分析和展望。

麻纤维增强改性环氧树脂复合材料声学性能研究

为验证麻纤维增强改性环氧树脂复合材料的声学性能,探讨植物纤维改性材料制备某类乐器的可行性,以亚麻、黄麻、苎麻等麻纤维材料为例,制备了几种不同麻纤维增强改性环氧树脂材料,以增强改性环氧树脂材料代替木材制作打击乐器,采用自由振动方法对打击乐器的声学性能进行测试。结果表明:黄麻、苎麻增强改性后的环氧树脂基复合材料声学性能各占优势,与一般的枫木相比力学性能更好,但综合声学性能尚无法达到天然枫木的水平。

硅烷偶联剂改性的短切玄武岩纤维增强三元乙丙橡胶复合材料的研究

将玄武岩纤维(BF)用硅烷偶联剂KH570改性后,制备了玄武岩纤维增强三元乙丙橡胶(E-BF7)复合材料,研究了玄武岩纤维用量对复合材料力学性能、热稳定性、动态热力学性能、耐水性能以及耐化学液体性能的影响。结果表明:与未加纤维的三元乙丙橡胶相比,添加15份KH570改性的玄武岩纤维BF7得到的三元乙丙橡胶复合材料E-BF7-15,拥有更好的综合性能。其拉伸强度从12.49MPa提高到14.50MPa,提高了16.1%,撕裂强度从41.47MPa提高到51.67MPa,提高了24.6%,其耐水性和耐化学液体性能也得到明显提升。

玄武岩纤维纳米改性对增强环氧复合材料绝缘与力学性能的影响

使用纳米氧化铝对玄武岩纤维进行表面改性,采用层压法制造改性玄武岩纤维/环氧树脂复合材料(BFRP),并研究纳米Al_(2)O_(3)含量对改性复合材料绝缘与力学性能的影响。结果表明:质量分数为1.0%的纳米Al_(2)O_(3)改性的玄武岩纤维复合材料(1.0K-BFRP)界面改性效果最佳。与未改性的复合材料相比,1.0K-BFRP的介质损耗因数降低了38.13%,沿面闪络电压提高了42.96%,击穿电压提高了33.96%,表现出更加优越的绝缘性能;拉伸强度、弯曲强度、层间剪切强度分别提高了26.46%、48.19%、66.06%,玻璃化转变温度提高了4.49℃。

MoO_(2)/ZnS复合材料改性隔膜实现锂硫电池稳定的高倍率性能

锂硫电池由于其高能量密度、低成本效益被认为是最有前途的下一代电池体系之一.然而多硫化物的穿梭效应大幅降低了锂硫电池的循环稳定性和寿命,严重阻碍其实际应用.无机金属化合物材料改性的隔膜不仅能抑制多硫化锂(LiPS)的穿梭效应,其部分特殊的晶面还能加速多硫化物的氧化还原反应动力学.本文在罗盘状ZnS表面原位生长球状的MoO_(2),制备MoO_(2)/ZnS复合材料.MoO_(2)对多硫化物有着较强的吸附作用,ZnS有着良好的电导率,两者的复合可加速电子传导效率和氧化还原速率.以所制备的MoO_(2)/ZnS作为隔膜改性材料,锂硫电池在5 C的大电流密度下,经过1000次循环后仍可以保持690 mAh g^(-1)的放电比容量,平均每圈的容量衰减率仅为0.014%,表现出优异的循环性能和倍率性能.

可控ZnO阵列改性碳织物复合材料的制备及摩擦学性能研究

碳纤维表面光滑且具有惰性,削弱了其与树脂的界面黏结,进而限制了碳织物/树脂复合材料的应用前景。基于界面工程技术,采用预埋晶种层的方式诱导ZnO微纳米阵列在碳纤维表面均匀生长,并通过改变晶种层溶度优化ZnO阵列的形貌和分布,以强化纤维/基体的界面,从而提升复合材料的力学强度和摩擦学性能。结果表明:通过对纤维表面形貌分析,晶种层浓度对ZnO微纳米阵列形貌和分布有较大的影响;当浓度为15mmol/L时,均匀且细化的ZnO阵列生长在碳纤维表面,使纤维的表面能大幅度提高,促进了树脂充分浸润,提高了力学强度;与原始复合材料相比,改性复合材料的磨损率降低了约35%,表明ZnO阵列的引入能够明显提高复合材料的耐磨性。

ZDMA改性Si_(3)N_(4)制备ZDMA@Si_(3)N_(4)/EPDM复合材料及性能研究

以羧酸锌盐二甲基丙烯酸锌(ZDMA)为改性剂,湿法改性处理陶瓷纳米氮化硅粉体(n-Si_(3)N_(4)),制备ZDMA@Si_(3)N_(4)/EPDM复合材料,研究ZDMA@Si_(3)N_(4)对复合材料力学性能、耐磨性能及耐油性能的影响。实验结果表明,ZDMA对Si_(3)N_(4)具有很好的表面有机化改性效果,改善了其在EPDM基体中的分散性,同时结构中不饱和键与橡胶大分子链形成共硫化,有效提高了复合材料的交联密度和极性,二者具有良好的协同作用。当ZDMA@Si_(3)N_(4)添加量为15 phr时,ZDMA@Si_(3)N_(4)/EPDM复合材料的拉伸强度和撕裂强度分别提高24.2%和42.8%,阿克隆磨耗磨损体积由0.52 cm^(3)/1.6 km降低至0.14 cm^(3)/1.6 km,100℃*70 h耐热油质量变化率由102%降至87%。

改性芳纶短纤维增强氯丁橡胶/顺丁橡胶复合材料的实验研究

采用等离子体/油酸钾协同处理对芳纶纤维进行改性,并研究了改性芳纶纤维对氯丁橡胶/顺丁橡胶并用胶的增强作用。结果表明,等离子体的高能冲击使芳纶纤维的表面粗糙度增大,增加了芳纶纤维的表面积,并在芳纶纤维表面引入活性位点;油酸钾改性促进了芳纶纤维极性的削弱及其与橡胶的界面结合;经过等离子体/油酸钾协同处理的改性芳纶纤维增强后,橡胶复合材料的拉伸强度提高了25.85%,定伸模量提高了34.65%,刚度提高了10.96%,在正硫化时间(t90)未改变的情况下,焦烧时间(t10)下降。

有机硅改性酚醛树脂复合材料制备及性能研究

本文开展了有机硅改性酚醛树脂复合材料制备及性能研究。首先进行有机硅改性酚醛树脂复合材料的制备:将4 g甲基苯基二甲氧基硅烷溶于25 m L四甲基氢氧化铵中,然后将得到的料液添至去离子水中进行搅拌,得到黄色固体,并将其置于60℃烘箱中,设置时间24 h,得出有机硅改性酚醛树脂复合材料。再者,对有机硅改性酚醛树脂复合材料的热性能及复合材料层间剪切强度进行测试。研究结果表明:当固化环氧树脂和固化剂质量比为95∶5时,有机硅改性酚醛树脂复合材料性能最优,此时其层间剪切强度高达87.5 MPa,热失重质量为0.22 g,耐热性能更好。

碳纤维表面改性及其对热塑性复合材料界面性能影响的研究进展

基于复合材料界面作用机制,系统总结了碳纤维表面改性方法,分别讨论了不同碳纤维改性处理方法对热塑性复合材料界面性能的影响及相关研究进展。碳纤维表面进行改性处理是增强热塑性复合材料界面结合强度的有效途径。最后对碳纤维表面改性方法的未来发展方向进行了展望。

基于生物基可降解聚乳酸PLA复合材料的改性进展与应用

聚乳酸(PLA)因其来源于玉米、甘蔗等可再生资源,具有良好的生物降解性能而广受关注,是一种环境友好的生物基可降解聚合物。然而,纯PLA材料在应用中存在许多限制,如脆性大、耐热性差、力学性能不足等。因此,PLA复合材料改性成为人们研究的热点。本论文综述了生物基聚乳酸PLA复合材料的改性进展与应用。首先,介绍了PLA复合材料的基本性质与制备方法。其次,重点探讨了PLA复合材料的各种改性技术,包括增强改性、增韧改性、以及热性改性方法。每种改性技术都在提升PLA材料在实际应用中的性能方面发挥了重要作用。本论文旨在为PLA复合材料的进一步研究提供理论支持,并为其在实际工业中的应用提供指导。

3D间隔织物/改性空心微珠复合材料吸声性能研究

将3D经编间隔织物加入到空心微珠增强聚氨酯基复合泡沫塑料中,制备出新型3D间隔织物/改性空心微珠复合材料,并对所加入微珠进行界面改性,以改善其与聚氨酯基体的界面结合及吸声性能。采用阻抗管传递函数法对4种具有不同规格的试样进行吸声系数测试,对试验结果分析可知,改性后微珠在一定程度上提升此种新型复合材料的吸声性能,改性S60微珠增强的复合材料样品吸声性能更优。此外,该复合材料在中低频率下的吸声系数要小于高频率下的吸声系数。

脉冲激光改性碳纤维复合材料及其金属化研究

目的选择性地实现碳纤维复合材料(Carbon fiber reinforced plastic,CFRP)表面良好的导电性,满足它在共形天线上的应用。方法采用波长为1064 nm的纳秒脉冲激光器对惰性极高的CFRP表面进行表面改性处理,并结合化学镀铜技术,制备激光改性碳纤维复合材料表面金属层。利用扫描电镜、X射线光电子能谱仪对改性后的材料表面进行表征,利用焊点拉脱方法表征金属层结合力。结果研究表明,激光能量密度越高,则CFRP基材表面树脂被去除得越多;激光搭接率越大,则碳纤维束表面越粗糙;在适当的激光能量密度(60 J/cm^(2))和横/纵向搭接率(50%)下,会产生大量的极性化学基团。当激光能量密度为10~100 J/cm^(2)、激光搭接率为0%时,CFRP表面镀铜层的结合强度为0.57~3.16 MPa,且激光能量密度与镀层结合强度呈正相关。当激光能量密度为60 J/cm^(2)、激光搭接率为−100%~90%时,CFRP表面镀铜层的结合强度为0.19~3.24 MPa,且激光搭接率与镀层结合强度呈正相关。结论脉冲红外纳秒激光在一定能量密度和搭接率的条件下,可改变碳纤维表面形貌、化学成分,实现金属层的制备。

改性纳米CaCO_3/HDPE复合材料性能的研究

在 HDPE中加入高分子偶联剂改性的纳米 Ca CO3 ,测试了复合材料的力学性能和流变性能。发现高分子偶联剂的加入改善了无机粒子和聚合物间的结合 ,促进了无机粒子在体系中的均匀分散 ,使体系的力学性能上升 ,高分子偶联剂的最佳使用量 (质量分数 )是 1% ;纳米 Ca CO3 的加入减小了体系的弹性 ,增加了刚性 ,改善了材料的挤出特性 ,对体系的流变性能没有产生大的影响。

HDPE/木粉改性复合材料的制备及其长效吸水性能研究

加入HDPE-g-MAH、CG-8831和KH-550制备HDPE/木粉改性复合材料。研究其长效吸水性,发现吸水率随时间延长先快速增加,浸水35 d后缓慢增至平衡,HDPE-g-MAH改性效果最好,其饱和吸水率仅为1.503%。利用Fick第二扩散定律拟合吸水动力学曲线,得扩散系数D的顺序:HDPE-g-MAH增容HDPE/木粉复合材料>HDPE/木粉复合材料>KH-550改性HDPE/木粉复合材料>CG-8831改性HDPE/木粉复合材料。并证明该吸水过程符合Fick第二扩散定律,相关系数R2值达0.99以上。HDPE/木粉改性复合材料尺寸变化系数CD>CW>CT。

接枝改性对HDPE基微波竹炭复合材料性能的影响

采用高密度聚乙烯(HDPE)作为基体树脂,微波改性竹炭作为填料,通过熔融接枝法制备了HDPE基微波竹炭复合材料,分析了顺丁烯二酸酐(MAH)、过氧化二异丙苯(DCP)的含量及比例,对复合材料静态、动态力学性能和热稳定性能的影响。静态力学性能结果表明,随着MAH、DCP含量的增加,HDPE基微波竹炭复合材料的力学性能呈先增大后降低的趋势;当MAH含量一定,MAH∶DCP比例为2∶0.1时,HDPE基微波竹炭复合材料的力学性能较优。动态热机械分析仪(DMA)与热重分析仪(TGA)分析表明,MAH熔融接枝改性提高了HDPE与微波竹炭两相之间的界面作用力,有利于改善HDPE与微波竹炭的界面性能,与SEM分析结果一致;并且,还能提高复合材料在高温下的热稳定性。

聚乙烯蜡表面改性及对木粉/HDPE复合材料性能影响

利用过氧化物作为引发剂,把马来酸酐接枝到聚乙烯蜡上。接枝前后聚乙烯蜡的红外光谱变化证实了接枝反应的发生。与未改性的聚乙烯蜡相比,改性后聚乙烯蜡填充木粉/HDPE复合材料的平衡扭矩和力学性能提高,其拉伸、弯曲、冲击强度分别提高71%、47%和70%,但随着改性聚乙烯蜡添加量的增加,材料的力学性能又有所下降。扫描电镜照片显示改性聚乙烯蜡填充的复合材料,木粉在基体中分散均匀,界面结合良好。

丙烯酸共聚改性液态丙烯酸酯树脂及其复合材料力学性能研究

为了解决丙烯酸酯树脂拉伸强度不足及其与纤维界面结合较弱的问题,本文通过原位聚合的方法,以丙烯酸(AAc)共聚改性液态丙烯酸酯类低聚合树脂(AOLM),通过提高聚丙烯酸酯类树脂基体(PAOLM)分子间作用力,显著提升固化后树脂基体及其玻纤(GF)增强复合材料的整体力学性能。研究结果表明:引入的AAc使PAOLM红外光谱图中出现了分子内氢键(3 545 cm^(-1))和分子间氢键(3 294 cm^(-1))的振动吸收峰;与未改性的PAOLM相比,共聚改性后树脂P(AOLM-AAc)的拉伸强度和模量分别提高了20.86%和32.65%,弯曲强度和模量分别提高了18.14%和25.73%,冲击韧性提高了24.03%,玻璃化转变温度提高了10.03%;与采用AOLM制备的复合材料GF/PAOLM相比,采用AAc改性AOLM制备的复合材料GF/P(AOLM-AAc)的拉伸强度和弯曲强度分别提高了11.62%和37.18%。

不同配比下MWCNTs和H-BN改性PVB新型复合材料导热特性分析

采用溶液共混法制备了以多壁碳纳米管(MWCNTs)、六方氮化硼(H-BN)为填料,以聚乙烯醇缩丁醛(PVB)为基底的新型复合材料,通过瞬态电热技术研究了不同填料配比、不同环境温度下复合材料的导热性能。实验结果表明,随着环境温度从290K降低到10K,复合材料的热导率逐渐降低;复合材料的热导率随着MWCNTs含量的增加先增大后减小,且当MWCNTs和H-BN的质量分数比例为5∶5时导热系数达到最大值,是纯PVB的两倍。