热塑性高分子复合材料在航空领域中的运用

热塑性高分子复合材料相较于传统的材料具有更优越的性能且能够再次回收利用。本文从材料介绍以及航空领域应用两方面对热塑性高分子复合材料在航空领域的运用进行探讨,并对未来的应用前景进行展望,从而为航空复合材料制备以及应用提供借鉴。

热塑性高分子材料强制点燃过程模拟与分析

采用锥形量热仪对典型热塑性高分子材料——聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA)在不同外部入射热通量下进行了强制点燃的实验研究。在气相反应和固相反应动力学及传递过程分析的基础上 ,建立了热塑性高分子材料强制点燃过程的数学模型 ,通过数值分析的方法将点燃数据相关联 ,得到 PMMA强制点燃的点燃时间与临界表面温度的表达式 ,并计算了 PMMA不同外部入射热通量下强制点燃时间及点燃的临界表面温度。模拟计算结果与实验结果的比较表明 ,二者基本吻合。采用所得到的数据关联式对强制点燃过程的影响因素进行了定量分析。

植物油脂基热塑性高分子合成与应用研究进展

随着科学技术的发展,高分子材料的大量涌现给人们的生活带来了诸多便利。由于石化资源日益紧缺和环境问题日益严重,寻找可替代石化资源的绿色原料是当前科学研究的热点之一。以植物油脂为原料开发能源、化学品和材料,可以缓解资源短缺问题,减少对环境的冲击。由于我国食用植物油长期依赖进口,极大地限制了油脂高分子材料的大规模产业化发展。可喜的是我国木本油料作物产业发达,以非食用木本油为原料开发高附加值的高分子材料符合我国的基本国情。笔者综述了植物油脂基热塑性高分子的合成与应用研究进展。首先介绍了基于大豆油、葵花籽油等植物油脂的单体制备、热塑性高分子合成研究进展;其次,介绍了植物油脂基热塑性高分子在纳米复合材料、弹性体、形状记忆材料、胶黏剂和涂料等功能性材料领域的研究进展。进一步综述了桐油、橡胶籽油、棕榈油等木本油脂基聚酯、聚氨酯、醇酸树脂、环氧树脂等高分子材料的合成及应用;最后,结合国内外的研究进展,总结了植物油脂基热塑性高分子面临的挑战和未来的研究方向,以期为木本油脂基热塑性高分子的合成与高值化利用提供参考。

热塑性高分子材料增韧机理研究进展

热塑性高分子材料的增韧对拓宽脆性树脂的应用起着至关重要的作用。有关热塑性高分子材料增韧改性的研究已有大量报道,学者对增韧效果的影响因素进行了研究,并针对某一种增韧剂在特定树脂中的增韧机理进行探讨,但未见系统性阐述热塑性高分子材料增韧机理的相关报道。热塑性高分子材料增韧机理的研究对实际改性过程中增韧剂种类的选择、添加量的控制、增韧效果的提高等具有理论指导意义。介绍了受控液体银纹化、弹性体增韧、刚性粒子增韧和协同增韧等多种增韧机理,对比了各机理之间的异同,指明了增韧机理的研究方向。

桐油单体的自由基聚合及其热塑性高分子性能

为进一步拓展桐油在高分子材料中的应用,制备了聚桐油基甲基丙烯酸酯类单体1(TMA_(1)),并通过狄尔斯-阿尔德(Diels-Alder)反应制备单体2(TMA_(2)),研究了桐油基单体自由基聚合的特性及与其他乙烯基单体共聚的特性,制备了一系列热塑性桐油基高分子。采用傅里叶红外光谱和核磁共振氢谱确定了化学结构,通过凝胶渗透色谱确定了桐油基高分子的分子量,采用热重分析仪和差示扫描量热仪分析了共聚单体及含量对热力学性能的影响,并进行了力学性能测试。结果表明:桐油基单体TMA_(1)不能进行自由基聚合,而经过Diels-Alder反应消除共轭双键的桐油单体TMA_(2)可以进行自由基聚合。所制备热塑性聚桐油基甲基丙烯酸酯(PTMA)的相对分子质量为15500,多分散度为2.8,证明TMA_(2)单体自由基聚合顺利进行。通过与苯乙烯、甲基丙烯酸降冰片烯酯、丙烯酸丁酯共聚,实现对桐油基高分子的玻璃化转变温度及力学性能的调控。以苯乙烯为例,随着苯乙烯投料的增加,材料的玻璃化转变温度和机械强度增加。由此可以说明,热塑性聚桐油基甲基丙烯酸酯类高分子能够被高效合成且具有广阔的应用前景。

磷─氮─溴体系对某些热塑性高分子燃烧的影响

本文研究了红磷（或磷酸酯）与氮的化合物以及它们与含溴阻燃剂结合作为热塑性高分子（塑化聚氯乙烯、聚苯乙烯）的阻燃剂／抑烟剂的情形。运用极限氧指数、发烟量发现氮化合物作为一个温和的阻燃剂，其最主要作用在于降低高分子燃烧时烟的形成，特别是抵消了与磷结合而导致的发烟量巨大增长。同时也讨论了Ｐ—Ｎ—Ｂｒ协同效应．最终研究结果表明磷是一种非常有潜力的阻燃体系。

高性能高分子材料新领域——I.重油聚合复合材料

文中提出了以重质油尤其是渣油分离的芳香分直接聚合成热固性(c-COPNA)或热塑性高聚物材料(t-COPNA)的方法,由此创建了高性能高分子材料原料的新来源与新领域,衍生出新一代耐高温、耐磨损、耐环境及多功能性专用料体系。与从原油裂化制备单体,再聚合成高聚物材料的传统路线相比,重油缩聚高分子材料技术路线具有综合效益高、环保性强而资源更加丰富的突出优点,对于应对能源危机、高分子原料不足的现状,有重大经济社会意义。

一种改性EPDM／PP热塑性弹性体及其制备方法

由宁夏回族自治区化工设计研究院申请的专利(专利号03159163．9，公开日期2004—04—21)“一种改性EPDM／PP热塑性弹性体及其制备方法”，涉及一种兼具橡胶和塑料特性的改性热塑性高分子弹性材料。该弹性体由EPDM、聚丙烯树脂、氢化饱和苯乙烯类嵌段共聚物、硫化促进剂、流动性调节剂、补强填充剂和软化剂组成。制备方法是将PP树脂投入170～190℃的密闭式炼胶机中熔融，再加入EPDM共混2～3min，随后加入润滑剂、活性剂和填充剂，

高分子板材多点热成形中的压痕及其影响因素

提出了一种专门用于热塑性高分子板材的多点热成形工艺,确定了聚碳酸酯板材的本构方程参数,建立了聚碳酸酯板材多点热成形的有限元模型。通过数值模拟分析了成形件表面压痕的影响因素,结果表明,减小多点模具基本体的尺寸以及增加基本体球头半径可以有效地抑制成形件表面的压痕。在多点热成形试验机上进行了聚碳酸酯板材的成形试验,结果表明:合理地选择多点模具基本体尺寸可以有效地抑制或消除成形件表面的压痕,提高成形精度。

3D打印高分子材料研究进展

简单介绍了不同3D打印技术的原理,并对不同打印技术所用的高分子材料进行了介绍。其中,聚乳酸和聚己内酯的加工性能、生物相容性和可降解性能较好,通过共混改性可以提高其力学性能,可应用于熔融沉积打印;聚碳酸酯和丙烯腈–丁二烯–苯乙烯塑料的力学性能和加工性能良好,均能用于熔融沉积打印;聚醚醚酮的加工性能较差,但力学性能和尺寸稳定性较好,可应用选择性激光烧结打印技术,也可以应用高温下的熔融沉积技术;光敏树脂利用光引发剂引发固化,通过改性可提高其力学性能,从而应用于立体光固化技术;高分子粉末烧结温度低,力学性能和尺寸稳定性好,多用于选择性激光烧结技术。

生物基聚脲酰胺的制备及性能研究

采用一锅两步法熔融缩聚合成了高强高韧的生物基聚脲酰胺(PUA)材料。在无催化剂及无溶剂的条件下,先将尿素与1,10-癸二胺反应合成新型生物基单体二(氨基十亚甲基)脲(DADU),并进一步与1,10-癸二酸(DA10)、1,12-十二碳二酸(DA12)或二聚酸(DmA)熔融缩聚制备了一系列高性能PUA。核磁共振氢谱和傅里叶变换红外光谱证明了PUA的链结构,由体积排阻色谱得出PUA的分子量为12~13 kg/mol。PUA可热压成型,并展现了良好的力学性能,拉伸强度和断裂伸长率分别为25~45 MPa和400%~700%。其中PUA-DA10的拉伸强度达到聚酰胺1010(PA1010)的水平,但断裂伸长率是PA1010的2倍以上,可见其韧性远超于PA1010。PUA-DmA的断裂伸长率不亚于PA-DmA,但是其拉伸强度高于PA-DmA,体现出更高的强度和韧性。本研究证实将脲基引入聚酰胺(PA)得到的PUA可以提高材料的力学性能,该方法十分适合生物基聚酰胺的性能改进和多样化设计与应用。

连续碳纤维增强高性能热塑性复合材料的研究进展

连续碳纤维增强高性能热塑性复合材料具有力学性能优异、低吸湿、耐化学药品及成型周期短、可二次成型等特点,在航空、航天等高技术领域的应用日益广泛。本文重点介绍了连续碳纤维增强高性能热塑性复合材料研究中的界面问题、预浸料制备技术和复合材料成型加工技术等方面的研究进展,期望为该类复合材料在国内的应用研究提供参考。

材料力学拉伸实验教学规范

该实验课主要以典型的几种工程材料(低碳钢、铸铁、铝合金和热塑性高分子材料)为例,学生通过测定几种典型材料的力学性能、观察其相应的断裂特点及相关实验数据处理等,让学生掌握材料力学性能测试方法和数据处理的技能:1.掌握拉伸破坏实验技术方法、实验数据处理分析方法和实验测试报告的撰写方法;2.掌握常见工程材料的分类、力学特性和断裂特性。

聚丙烯薄膜特点及其在包装业的应用

综述了聚丙烯薄膜的种类、特点、及其在包装业的应用,介绍了PP膜市场动态,指出了PP膜发展方向,强调应加强PP膜的研究。

改性剂对木塑复合材料力学性能影响的研究

采用木材纤维,分别与PE、PS、ABS、SAN等热塑性高分子聚合物,经热压复合工艺制成木塑复合板材,通过加入不同的改性剂以及改变改性剂的加入量,研究它们对木塑复合材料力学性能的影响。结果表明:改性剂的加入能使木材纤维与各种热塑性高分子聚合物很好地胶接;改性剂不同对木塑复合材料的性能产生不同的影响;改性剂的加入量为木材纤维用量的5%时,该法制作的木塑复合板材力学性能最佳。

形状记忆聚氨酯

论述了形状记忆聚氨酯的理论模型和数学模型 ,分析了形状记忆聚氨酯的合成条件和制备技术 ,介绍了形状记忆聚氨酯的性能、用途及其研究现状 ,并指出了该材料的不足之处 。

TPO预铺防水卷材在北方地下室底板中的应用

介绍了高分子自粘胶膜热塑性聚烯烃(TPO)预铺防水卷材的性能特点,并与防水工程中传统的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)防水材料进行对比,阐述了TPO在地下室底板防水工程中的应用优势。结合保定市城市改造二期工程施工经验,总结出TPO预铺防水卷材的施工工艺流程、施工技术要点,有助于TPO预铺防水卷材在寒冷地区的推广应用。

横晶层对天然纤维增强聚合物复合材料力学性能影响的研究进展

天然纤维增强聚合物复合材料被认为是21世纪最有发展前景的材料之一,其中天然纤维作为一种异相成核剂改变了聚合物基质的结晶方式,从而在界面形成横晶层(Transcrystallinity,TC)结构。晶体结构的改变会直接影响复合材料的界面性能及宏观力学性能。许多研究者对TC的生长机制以及TC对复合材料的性能影响进行了深入研究,力求通过结构分析和机理探究对提高天然纤维/热塑性高分子复合材料(Natural fiber/thermoplastic polymer composites,NFTPC)的力学性能提出建设性方案。但由于该结构较为特殊,作用机制较为复杂,目前研究者们对TC的形成机制以及对NFTPC力学性能影响的机理还存在许多分歧。因此,本文重点针对TC对NFTPC力学性能影响的研究进展进行归纳综述和简要分析,对该研究的前景提出展望。

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