短切玻璃纤维(GF)增强PET复合材料的研究

通过溶液法制备了短切玻璃纤维增强PET复合材料;研究了短切玻璃纤维含量和长度对PET/GF复合材料强度的影响;并对试样冲击断口的显微结构和断裂形态进行了分析。结果表明,复合材料的强度随玻璃纤维含量的增加先提高后降低,即出现极值,随玻璃纤维长度的增加其强度略有提高;且要制得玻璃纤维分布均匀的PET/GF复合材料;KH550是PET/GF复合体系的良好偶联剂。

玻璃纤维改性尼龙复合材料现状

玻璃纤维(GF)改性尼龙(PA)复合材料是一种高性能工程塑料,其应用范围十分广泛。对影响PA/GF复合材料性能的重要因素进行综述。阐述了GF与PA基体界面作用力、GF的直径、挤出机螺杆组合及GF与其他无机填料的协同作用对PA/GF复合材料性能的影响规律。结果表明,对GF进行有机化改性或在PA基体中添加其他改性剂能显著提升PA和GF界面作用力,从而提高PA/GF复合材料的力学性能。GF的直径越小,PA/GF复合材料的力学性能越好。螺杆组合对PA/GF复合材料中GF的长度和分散性具有重要影响,联合使用齿形盘、反向齿形盘与啮合块,制备的PA/GF复合材料性能更好。与单独采用GF改性的PA复合材料相比,当其他无机填料与GF协同使用时,PA/GF复合材料的力学性能较好。最后,对未来GF改性PA复合材料的研究方向进行了展望。

玻璃纤维芯铅丝增强橡胶复合材料阻尼性能研究

本文根据材料性能互补原理，结合阻尼减振机制，设计并制备了一种（金属，无机纤维／橡胶）三元阻尼材料-玻璃纤维芯铅丝增强橡胶复合材料（GF／Pb／R）。研究了具有不同界面结合强度（弱、中等、强结合）的GF／Pb／R在-30℃～50℃、5Hz和27℃、1～50Hz两种条件下的存储模量和阻尼性能。结果表明，三种复合材料的力学性能均比橡胶高，其刚度随界面结合强度提高而提高；复合材料损耗因子按照界面弱结合、强结合和中等强度结合的顺序降低，其阻尼性能随温度的变化比橡胶平缓。

石墨及纤维填充聚四氟乙烯复合材料的摩擦学研究

研究了在碳纤维(CF)和玻璃纤维(GF)混杂纤维改性PTFE复合材料中添加石墨(Gr)的力学性能和摩擦磨损性能,探讨纤维及石墨的润滑协同效应。结果表明,纤维填料的加入使得复合材料的拉伸强度和伸长率有所降低,但大大提高了复合材料的硬度,石墨的加入能够降低摩擦因数,提高耐磨损性能。14%CF+9%GF+2%Gr复合材料具有较好的摩擦磨损性能,磨损表面(SEM)形貌较光滑,改变了纯PTFE的磨损机制,高载荷下耐磨损性能更突出。3种填料在PTFE基体中起到了很好的协同作用,综合性能较优异,具有一定的应用价值。

玻璃纤维增强聚丙烯复合材料制孔损伤

为抑制玻璃纤维增强聚丙烯复合材料(GF/PP)制孔损伤并提高其制孔效率,本文通过钻削实验获得多种进给速度下的GF/PP复合材料钻削轴向力和出口温度,使用高速摄影设备对刀具钻出过程进行在线观测,研究出口材料去除过程及其损伤成因,分析进给速度对GF/PP复合材料制孔损伤的影响规律。结果表明:GF/PP复合材料的钻削出口温度在低速进给时显著升高,在高速进给时基本趋于稳定;出口撕裂是重要的出口损伤形式,成因是大片毛刺受副切削刃的撞击和撕挤,进给速度过高或过低均会加剧损伤;0°毛刺在低速进给时较严重,入口撕裂在高速进给时较严重。

玻璃纤维/环氧乙烯基酯树脂复合材料的层间增韧及其低温下低速冲击性能

采用真空辅助成型工艺(VARI)制备了四种无纺布(聚酰胺(PA)、聚氨酯弹性体橡胶(TPU)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、共聚酯(PEs))层间改性的玻璃纤维/环氧乙烯基酯树脂(GF/EVER)复合材料层合板。在温度为20℃下进行落锤冲击实验,对比分析了不同层间改性的GF/EVER复合材料层合板的低速冲击响应特性和抗冲击性能;利用超声C扫描和SEM分析了其冲击损伤机制。通过对复合材料层合板的冲击损伤面积、凹坑深度、最大接触力、冲击后剩余压缩强度(CAI)值的对比分析可知,经TPU和PEs无纺布层间改性的GF/EVER复合材料抗冲击性能较佳。不同的无纺布和基体树脂生成的界面相与纤维的结合程度不尽相同。层间改性的GF/EVER复合材料的冲击损伤机制为冲击正面表层基体树脂的开裂,其内部的分层和冲击背面的分层劈裂或纤维断裂;同时,进一步研究了经TPU和PEs改性的GF/EVER复合材料在低温下(-100℃和-45℃)的低速冲击性能,结果表明,随着温度的降低,GF/EVER复合材料的冲击损伤面积随之增大,CAI值随之减小,这可能是GF/EVER复合材料在低温下层间残余热应力和基体树脂脆化效应综合作用的结果。

连续玻璃纤维/聚丙烯热塑性复合材料拉挤成型中的工艺参数

采用复合纱拉挤方法制备连续玻璃纤维/聚丙烯(GF/PP)热塑性复合材料,研究了复合纱拉挤成型过程中模具温度及拉挤速度对GF/PP复合材料截面中心温度的影响。以傅里叶定律为理论基础,分析了拉挤过程中模腔内的瞬态传热过程;建立了工艺参数矩阵,通过有限元数值计算,预测了不同模具温度、拉挤速度下GF/PP复合材料截面中心的温度变化,优选了工艺参数组合。通过实验制备不同温度、不同拉挤速度的GF/PP复合材料,并进行弯曲模量测试及截面形貌观察。结果表明:在GF/PP复合纱拉挤过程中,拉挤速度不宜超过350 mm/min,模具熔融区温度设定应高于180℃;GF/PP复合材料在150℃-230℃-50℃成型温度、100 mm/min拉挤速度的工艺参数设定下获得最优的制品力学性能;在设定拉挤参数时,拉挤速度相较于熔融区温度更重要。

苯基膦酸铈与十溴二苯醚阻燃玻璃纤维增强聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料

通过熔融共混方法制备苯基膦酸铈(CeHPP)与十溴二苯醚(DBDPO)复配阻燃玻璃纤维增强聚对苯二甲酸乙二醇酯(GF/PET)复合材料。采用热失重分析(TGA)测试研究了DBDPO-CeHPP对GF/PET复合材料热稳定性的影响。同时利用垂直燃烧(UL-94)、极限氧指数(LOI)及微型锥形量热(MCC)测试表征DBDPO-CeHPPGF/PET复合材料的阻燃性能。使用SEM对DBDPO-CeHPP-GF/PET复合材料的残炭表面形貌进行观察分析。结果表明,DBDPO与CeHPP复配后对DBDPO-CeHPP-GF/PET体系的热性能和阻燃性能都有很大的影响。其中,GF/PET复合材料与DBDPO和CeHPP质量比为91∶6∶3时,DBDPO-CeHPP-GF/PET复合材料的LOI高达29.5%,可以通过UL-94V-0级。在MCC测试中,与纯GF/PET复合材料相比,该配比的DBDPO-CeHPPGF/PET复合材料总热释放(THR)、热释放速率峰值(PHRR)及热熔(HRC)分别下降了10.2%、13.1%和12.8%。结合残炭形貌的测试结果,对DBDPO-CeHPP-GF/PET复合材料的阻燃机制进行了适当的解释分析。

原位在线监测多因素协同对玻璃纤维/环氧树脂复合材料热老化性能的影响

针对玻璃纤维增强聚合物(GFRP)复合材料作为火电烟囱内衬的服役老化问题,以玻璃纤维/环氧树脂(GF/EP)复合材料为研究对象,用正交试验法研究温度、偶联剂含量和热流老化时间等因素对GF/EP复合材料热损伤后的质量损失率、弯曲强度和剪切性能的影响。采用金相显微图像处理法测量计算GF/EP复合材料的孔隙率,使用自主设计并搭建的原位在线监测系统对GF/EP复合材料进行测试。结果表明,不同因素对GF/EP复合材料性能的影响程度不同。偶联剂含量的增加会有限改善GF/EP复合材料的质量损失率,而温度因素对复合材料弯曲强度的影响较大,复合材料本身存在的后固化行为会影响弯曲性能的变化趋势,随温度升高弯曲强度总体下降了11.8%。GF/EP复合材料的层间剪切强度与热老化时间密切相关,16 h相比8 h热流老化后的层间剪切强度均值提高了10.2%。

再生PET的增韧改性研究

通过向聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)包装瓶再生料中添加玻璃纤维与扩链剂,提高了再生PET熔体的粘度,解决了挤出造粒过程中断流的不稳定现象。玻璃纤维的加入使再生PET注塑时的结晶速度大大提高,缩短了模塑周期。同时研究了不同增韧剂POE-MAH与SEBS-GMA的添加量对PET聚酯冲击韧性的影响。制得了缺口冲击强度不小于15kJ/m2的汽车内饰件专用料。

双轴向纬编针织热塑性复合材料的加工制造及拉伸力学性能

主要探讨如何利用玻璃纤维和丙纶的共混纱来加工双轴向纬编针织热塑性复合材料及其力学性能,内容包括双轴向纬编针织预制件的编织,热塑性复合材料的热压成型加工以及试样的拉伸试验和分析·研究结果表明,采用玻璃纤维和丙纶(GF/PP)的共混纱作衬经和衬纬纱,有利于基体树脂丙纶的浸渍和分布以及基体树脂丙纶的界面结合,不仅大大改善了复合材料的加工质量,而且提高了复合材料的力学性能·

玻纤含量对汽车用玻纤增强尼龙复合材料性能的影响

为了研究玻璃纤维(GF)含量对玻璃纤维增强尼龙66(PA66)复合材料(GF/PA66)的物理机械性能、耐热性、常温和低温状态下的冲击性能的影响,采用同向双螺杆挤出和注塑成型工艺制备了不同含量的GF/PA66复合材料,通过灰分、力学性能测试、热变形温度测试等手段对GF/PA66复合材料进行考察。研究结果表明:在试验范围内,GF/PA66复合材料的物理机械性能随着GF含量的增加改善明显,当GF在复合材料中添加的比例为50%时,相比于纯PA66树脂材料,GF/PA66复合材料的拉伸强度、弯曲模量、弯曲强度和冲击强度性能都提高显著,分别提高了229%,445%,227%和338%;当GF质量含量达到25%时,GF/PA66复合材料的热变形温度高达240℃,相比于纯PA66树脂材料,热变形温度提高了269%。本研究为GF/PA66复合材料作为工程塑料,在汽车发动机进气管、中冷管、罩盖以及汽车转向系统传感器罩盖、底盘系统用壳体等相关零部件领域实现广泛应用,提供了重要的数据支持。