碳纤维表面改性及碳纤维增强落叶松集成材的胶合性能

通过碳纤维表面改性来提高碳纤维/间苯二酚胶黏剂之间的黏结界面性能,从而提高碳纤维(CF)增强落叶松集成材(简称为CF/落叶松集成材)的胶合性能和力学性能。分别以低压等离子体和常压等离子体的方法对碳纤维布(CF)进行表面改性,研究了碳纤维表面等离子体处理及处理时间对CF/落叶松集成材胶合界面性能的影响,以及这两种改性方法对碳纤维表面性能和CF/落叶松集成材力学性能的影响。主要研究结果如下:1)确定了本试验条件下等离子处理的最佳工艺,低压等离子体处理时间为1 min,常压等离子体处理时间为10 s时,CF/落叶松集成材胶合性能最佳,静曲强度和弹性模量分别提高。经过处理的碳纤维表面产生刻蚀,表面含氧官能团明显增加。2)通过比较低压和常压等离子体处理碳纤维的效果以及对复合材料性能的影响可知,低压处理效果更好,但是常压处理可以达到改性效果且具有经济性、实际可操作性和可工业化生产等优点。

木橡复合层积材的工艺优化及性能研究

为拓展木质复合材料的应用领域,解决铁路轨枕等工程领域对高性能新材料的需求,研制开发了木橡复合层积材(LLVR)。选取杨木单板(W)和氯丙橡胶、丁腈橡胶、天然橡胶3种橡胶片(R),采用W-R界面胶合工艺、偶联剂优化W-R胶合界面、W-R层间结构优化三步骤研究木橡复合层积材的最优制备工艺与结构。通过分层施胶工艺(异氰酸酯PAPI用于木材-橡胶间胶合;酚醛树脂PF用于杨木单板间胶合)获得了制造LLVR的较优工艺:橡胶优选氯丙橡胶、PAPI和PF施胶量分别为80和200 g/m2,偶联剂KH69添加量9%(基于PAPI树脂质量)。采用该工艺试制了5种结构的九层LLVR,并研究了横向压缩和耐老化性能。结果表明:在未采取任何耐久性处理条件下,LLVR具有优异的力学性能、尺寸稳定性和较好的耐老化性能,可考虑用于铁路轨枕等工程材料领域;推荐采用表层橡胶包覆的层积结构。