聚四氟乙烯/碳纤维增强聚酰亚胺复合体系的摩擦学性能

研究评价了不同PTFE含量的碳纤维增强PI复合材料的力学和摩擦学性能 ,并分析了在干摩擦和水润滑 2种不同条件下的磨损表面形貌和磨损机理。研究表明 :PTFE以 10 %添加时PI CF PTFE体系的机械性能最佳 ,而摩擦学性能以 5 %添加为佳 ;随PTFE含量的增加 ,复合材料的摩擦系数降低 ,磨损率增加。水润滑下 ,摩擦系数和磨损率比干摩擦下的都有相应的降低。干摩擦下 ,材料的磨损均以塑性变形、微观破裂及破碎为主导 ;水润滑下 ,这一机制显著减弱 。

碳纤维增强地聚物混凝土韧性评价指标的对比研究

采用经波形整形技术改进后的100分离式Hopkinson压杆试验装置,开展了碳纤维增强地聚物混凝土(carbon fiber reinforced geopolymeric concrete,CFRGC)的冲击压缩试验,基于峰值韧度和比能量吸收2种评价指标研究了CFRGC的冲击韧性,并进行了对比分析和机理探究.结果表明:从峰值韧度的评价指标来看,CFRGC在碳纤维体积分数为0.3%时能发挥出明显的冲击增韧优势;从比能量吸收的评价指标来看,CFRGC的增韧特性在碳纤维体积分数为0.2%和0.3%时相对较优异;2种表征冲击韧性的方法所反映的发展趋势存在一致性,一是冲击韧性指标存在明显的应变率效应,二是碳纤维对于地聚物混凝土而言具有一定的增韧效果;在评价碳纤维增强地聚物混凝土的冲击韧性时,采用比能量吸收指标更加有效、合理.

PMR型耐高温聚酰亚胺基体树脂及复合材料的制备与性能研究

分别以3,4′-二氨基二苯基醚(3,4′-ODA)和3,3′,4,4′-二苯甲酮四羧酸二酐(BTDA)作为二胺和二酐单体、5-降冰片烯-2,3-二甲酸酐(NA)作为封端剂,通过调节3种原料的化学计量比,在无水甲醇溶剂中合成了具有不同分子量的预聚体,并通过不同温度下的热处理获得了一系列聚酰亚胺(PI)树脂。结果表明:随着预聚体分子量的增加,固化后PI树脂的热稳定性得到提高,5%热失重温度(T_(5%))由460℃升至513℃,10%热失重温度(T_(10%))由513℃升至554℃;但是由于交联密度的降低,PI树脂的玻璃化转变温度(Tg)随预聚体分子量的增加从309℃降低至271℃。同时发现,合理的后固化可使PI树脂的耐高温性能得到提高。以该系列PI树脂为基体,采用手糊法制备了一系列碳纤维增强聚酰亚胺(CF/PI)复合材料,它们表现出优良的耐热性能(T_(5%):532~595℃,T10%:631~840℃,Tg:346~422℃)和机械性能(弯曲强度:559~811MPa,弯曲模量:46.3~59.9GPa,层间剪切强度:29.3~36.7MPa,冲击强度:88~104kJ/m^(2)),可实现在航空航天领域的耐高温应用。

废铅蓄电池存储材料的改性开发与性能测试研究

对废铅蓄电池存储用纤维进行了浓硝酸和过氧化氢+超声波联合改性处理,考察了改性处理对纤维单丝表面形貌和拉伸性能的影响。基于此制备了碳纤维/聚酰胺自增强复合材料,分析了热压压强和热压温度对复合材料的拉伸性能影响。结果表明,碳纤维/聚酰胺自增强复合材料适宜的热压温度为180℃、热压压强为5 MPa,此时复合材料取得抗拉强度、断后伸长率和弹性模量最大值,分别为141.7 MPa、46.9%和943.4 GPa;改性后的复合材料改善了碳纤维复合材料的综合使用性能。

纤维网格增强超高韧性水泥复合材料加固混凝土圆柱受压性能试验

为提升纤维增强聚合物复合材料(FRP)在加固材料中的优势和发挥效率,同时克服传统纤维网格增强砂浆的抗裂性差的缺点,将超高韧性水泥基材料(ECC)替代砂浆作为FRP网格无机黏结剂的新型复合材料已被提出,但仍缺乏相关的基础研究。本文以新型聚乙烯型ECC为基材,重点研究FRP grid/ECC加固混凝土柱的加固机制。以标准混凝土圆柱为试验对象,采用新型ECC材料为基材的FRP grid/ECC复合材料,以不同强度素混凝土、不同网格材料(玄武岩纤维增强聚合物复合材料(BFRP)与碳纤维增强聚合物复合材料(CFRP)网格)为试验变量,研究了该加固方式下对混凝土轴心受压性能的影响。试验结果表明,该加固方法可有效改善素混凝土脆性压溃破坏模式,提高峰值强度及受压延性。基于FRP grid/ECC材性特征,提出两阶段FRP grid/ECC加固机制,并基于该机制提出加固素混凝土圆柱承载力计算方法。