蒙脱土对炭/酚醛树脂复合材料性能的影响

为了提高炭/酚醛树脂复合材料的烧蚀性能,采用蒙脱土(MMT)对炭/酚醛树脂复合材料进行了改性研究,结果表明,有机化处理可使MMT片层的间距明显增大;处理后的MMT在酚醛树脂中的分散状态与MMT的含量有关。当酚醛树脂中MMT含量较低时,MMT主要以剥离的片层形式分散于酚醛树脂中,当酚醛树脂中MMT含量较高时,插层的MMT结构的含量增大;炭/酚醛树脂复合材料的层间剪切强度随MMT含量的增大而增大,在MMT含量达到8%后,趋于稳定。炭/酚醛树脂复合材料的烧蚀率随MMT含量的增大先降低,在MMT含量约为8%时达到最小值,随后随MMT含量的增大而升高。MMT对炭/酚醛树脂复合材料质量烧蚀率的影响小于线烧蚀率。

高硅氧玻璃纤维／酚醛树脂复合材料切削力的试验研究

通过用PCD刀具对高硅氧玻璃纤维/酚醛树脂复合材料的车削试验,采用正交试验和回归分析法,研究了切削用量三要素对切削力的影响规律,建立了切削力的经验模型。结果表明,背吃刀量是影响切削力的主要因素,增大背吃刀量时主切削力和进给力都显著增大;增大进给量也使主切削力增大,但其影响小于背吃刀量;而切削速度对切削力的影响很小。所建切削力经验公式可作为切削加工该复合材料时切削用量选择及切削力控制的依据。

石墨烯/酚醛树脂复合材料的制备及电学性能研究

以石墨为原料,采用改进Hummers方法制备氧化石墨,在水中经超声分散得到氧化石墨烯分散液,经80%水合肼还原得到石墨烯。又以苯酚和甲醛为原料,草酸和盐酸作催化剂,制备热塑性酚醛树脂。得到的石墨烯与酚醛树脂由熔融共混法制备其复合材料。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、交流阻抗等分别对石墨烯以及石墨烯/酚醛树脂复合材料进行形貌和结构表征及电学性能测试。研究结果表明:采用改进Hummers方法制备的石墨烯有良好的片层状形貌,石墨烯均匀包覆着酚醛树脂,石墨烯/酚醛树脂复合材料有良好的导电性能。当石墨烯的添加量为2.0%时,复合材料的阻抗为140Ω,比未添加时阻抗减少25倍。

改性黄麻纤维和酚醛树脂复合材料的力学性能

采用碱溶液(20 g/L NaOH)、热(140℃)处理方法对黄麻纤维进行改性处理,采用热压工艺将纤维与酚醛树脂制成复合材料。通过力学性能、冲击断口形貌对复合材料进行表征。结果表明:当碱处理时间不超过2 h、热处理时间不超过3 h时,黄麻纤维增强酚醛树脂基复合材料的拉伸强度和冲击强度均有不同程度提高。碱处理2 h的黄麻纤维增强酚醛树脂基复合材料的拉伸强度和冲击强度提高幅度最大,分别为13.5%和25%;冲击断口分析结果表明,热处理纤维与基体的界面结合强度高于碱处理纤维,断口呈平面化。

增强纤维/酚醛树脂复合材料的机械加工

增强纤维/酚醛树脂复合材料由于材料的特殊性,机械加工方法也和普通材料不同,如果从夹具设计、零件装夹、工艺参数选择、刀具、钻孔等几方面作特殊处理,增强纤维/酚醛树脂复合材料的机械加工性能将得到大幅度的提高。

酚醛树脂复合材料在轨道交通车辆上的应用

介绍了酚醛树脂复合材料试制的主要原材料、主要设备及仪器、试制流程及测试标准。详细阐述了酚醛树脂复合材料的氧指数、燃烧性能、机械性能、低密度等性能。分析了热压时间、热压温度及生产工艺对酚醛树脂复合材料性能的影响。试验证明,酚醛树脂产品的性能较为优良:热压时间控制在1.1~1.4 h时,复合材料的表面性能良好;热压温度为80~100℃时,可以得到表面质量细腻均匀的复合材料;适当调整生产工艺,可以提高酚醛树脂的产品质量、降低生产成本。

不同热解温度下酚醛树脂复合材料渗透率测试

为了获得不同热解温度下酚醛树脂复合材料渗透率,设计搭建了复合材料气体渗透过程实验测量装置,提出了一种测量复合材料渗透率的方法,基于达西定律获得了复合材料渗透率。以不同热解温度下酚醛树脂复合材料为研究对象,进行了气体渗透过程实验测量,获得了材料上下表面气体压力变化曲线,同时得到了渗透过材料的气体流量,进而通过达西定律得出材料的渗透率。结果表明,该实验装置能够实现复杂孔隙复合材料的渗透率的测量。整体上,热解温度越高,渗透率越大。热解温度为400℃,渗透率量级在10-13; 600℃和800℃时,渗透率量级在10-11。材料渗透率K和热解温度T满足K=9. 7×10-14T-4×10-11。该实验结果为该类材料的渗透和热质扩散性能分析提供了基础物性数据。

高硅氧玻璃纤维/酚醛树脂复合材料树脂含量的灼烧法因素研究

高硅氧玻璃纤维/酚醛树脂复合材料的树脂含量对复合材料的性能具有重要影响,检测树脂含量的多种测试方法中,灼烧法是一种重要方法。本研究针对灼烧法,采用正交实验和方差分析法,研究烧失温度、烧失时间、预处理温度、预处理时间各因素,对高硅氧玻璃纤维/酚醛树脂复合材料的树脂含量测试的影响。测试结果表明:影响灼烧法的4个因素中,烧失温度对测定树脂含量的影响相当显著,烧失时间次之,预处理温度、预处理时间因素的影响不太显著,并验证了直观分析与方差分析结果的一致性。

酚醛树脂复合材料

酚醛树脂是阻燃、低烟、低毒综合性能最好的工业用热固性树脂。它在高温负载条件下仍能保持刚性,且可以用各种复合材料模压方法进行加工,其另一突出优点是价格低廉。

酚醛树脂基复合材料的等离子烧蚀性能

利用等离子烧蚀试验系统,对纤维增强酚醛树脂复合材料进行烧蚀试验,并对不同复合材料的烧蚀率和微观形貌进行测试和分析。等离子烧蚀试验条件为:功率60kW,热流密度25000kW/m^2,烧蚀时间8s。结果表明:碳纤维、高硅氧纤维、玻璃纤维增强酚醛树脂复合材料的等离子线烧蚀率分别为:0.180mm/s、0.666mm/s、0.613mm/s,质量烧蚀率分别为:0.167g/s、0.310g/s、0.338g/s,线烧蚀率和质量烧蚀率相对偏差都在5%以内。利用扫描电子显微镜和X射线能谱仪对烧蚀样品的微观形貌进行分析,对不同纤维增强酚醛树脂基复合材料的等离子烧蚀机理进行了探讨。

酚醛树脂/石墨模压成型复合材料双极板的制备与性能

以石墨与酚醛树脂粉料为原料通过低温热模压成形工艺制备低成本酚醛树脂/石墨复合材料双极板,对材料的力学性能与导电性能进行了研究。结果表明：酚醛树脂含量是影响复合材料导电性能与力学性能的主要因素,酚醛树脂含量低于20%时,材料具有较高的导电性能；提高固化温度与固化压力,可以提高材料的抗弯强度,但材料的导电性能明显降低；适中的固化压力与固化温度有利于材料具有较好的力学性能与导电性能。

热塑性树脂增韧酚醛树脂基复合材料研究

研究热塑性树脂的含量、端基、分子量对酚醛树脂基复合材料性能的影响,用扫描电镜观察增韧体系的断口形貌,对增韧机理进行了探索。结果表明,以热塑性树脂膜和固化后的酚醛树脂膜形成连续相、酚醛树脂固化球粒为分散相的"网膜-球粒"结构使酚醛树脂基复合材料的韧性提高。

碳纤维增强酚醛树脂/石墨复合材料双极板的性能

研究了碳纤维表面处理方法及其含量对碳纤维增强酚醛树脂／石墨复合材料导电性能与力学性能的影响。结果表明：空气氧化处理碳纤维表面形成微孔和刻蚀沟槽,容易形成应力集中,复合材料的强度不高；空气加液相氧化处理填充了碳纤维表面的微裂纹,对复合材料有一定的补强作用；液相氧化处理有利于提高碳纤维表面活性以及碳纤维的均匀分散性,使材料表现出较好的力学性能与导电性能；随碳纤维含量增多,材料电导率变小,材料强度开始增大,达到最大值后材料强度下降。对碳纤维进行液相氧化处理,碳纤维含量在3％～4％时复合材料的力学性能与导电性能最好。

碳纤维增强酚醛树脂/石墨复合材料双极板的低温热模压试验研究

介绍了国外制备树脂/石墨复合材料双极板的研究结果。研究了低温热模压成型工艺制备酚醛树脂/石墨复合材料双极板,结果表明:酚醛树脂含量为15wt%时,复合材料的导电性能满足双极板的要求,但力学性能偏低。提出了碳纤维增强的解决方案,研究了碳纤维表面处理方法以及碳纤维含量对复合材料导电性能与力学性能的影响。得到对碳纤维进行液相氧化处理,碳纤维含量3wt%是综合性能较好的一种试验方案。采用低温热模压工艺制备低成本酚醛树脂/石墨复合材料双极板,双极板材料的性能突破必将促进燃料电池的商业化发展。

纳米改性碳/酚醛树脂基复合材料性能研究

针对碳/酚醛树脂基复合材料层间剪切强度低的缺点,采用纳米填料进行改性。测试了2种纳米填料(纳米碳纤维、碳纳米管)改性后酚醛树脂的热解性能,研究了纳米填料对复合材料力学性能、烧蚀性能以及高温炭化后力学性能的影响,并观察分析了复合材料测试后的微观形貌。研究结果表明,纳米填料改性后,复合材料的力学性能、烧蚀性能均有所改善。其中,纳米碳纤维改性后复合材料的常温层间剪切强度达到24.9 MPa,氧乙炔线烧蚀率为22.75μm/s,质量烧蚀率为23.58 mg/s。纳米碳纤维表面粗糙,与树脂基体的界面强度高,因此其改性后的力学性能和烧蚀性能优于碳纳米管。

酚醛树脂基蒙脱土纳米复合材料的力学性能与增强增韧机理

利用三种蒙脱土(即S-MMT,TG-2,OLS,统称MMT)和一种短切纤维(Short-cutGlassFiber,简记为SGF),分别与酚醛树脂熔融混合,制得酚醛树脂基复合材料。通过缺口冲击实验和弯曲实验,对这些复合材料的力学性能和增强增韧机理进行了研究,取得了一些有规律性的结果。PF/NBR/SGF复合材料的缺口冲击强度、弯曲强度和弯曲模量都随SGF含量的增加而增大;PF/NBR基蒙脱土纳米复合材料的缺口冲击强度随纳米材料(即S-MMT,TG-2和OLS)含量的增加而增大,在含量为5份时达到最大值;弯曲强度和弯曲模量也随纳米材料含量的增加而增大,在含量为9份时达到最大值。其次,所有PF/NBR基复合材料的缺口冲击强度均在60℃取得最大值,PF/NBR/OLS,PF/NBR/TG-2,PF/NBR/S-MMT等三种纳米复合材料的力学性能与体系中蒙脱土的层间距密切相关。层间距越大,力学性能越好。最后,探讨了纳米蒙脱土增强增韧PF/NBR体系的机理,指出聚合物体系中的蒙脱土具有两种效应,并建立了模型。

钼酚醛树脂/TiO_2纳米复合材料的研究

采用原位聚合法,用经表面处理的纳米TiO_2对钼酚醛树脂进行填充改性,制备了钼酚醛树脂/TiO_2纳米复合材料,研究了纳米TiO_2用量对复合材料耐热性和力学性能的影响。结果表明,TiO_2用量为1％时,纳米复合材料的玻璃化温度和冲击强度达到最大值;TiO_2用量为3％时,纳米复合材料的拉伸弹性模量和拉伸强度达到最大值。

玻璃纤维/酚醛树脂复合材料热响应预报方法

为研究航空复合材料在火灾环境下的热响应,考虑材料热解过程,建立了复合材料热响应方程组,推导了显式有限差分格式,研究了玻璃纤维/酚醛树脂复合材料内部瞬态热响应与碳化规律。结果表明:建立的非线性热响应方程组与计算方法能够预测玻璃纤维/酚醛树脂复合材料的温度-时间历程,800s时的受热表面温度达到了1048℃,背面温度为226℃,与实验值吻合较好;随着材料深度增加,材料达到热解温度所需的时间更长,材料密度下降速率随之降低,碳化过程变慢;热解反应区中不同深度位置的材料剩余质量分数在同一温度下略有不同,位置越深,剩余质量分数越小,碳化程度越高;随着时间推移,发生热解的材料比重增大,碳化范围逐步扩大,热解层厚度范围也逐渐扩大。

PEK-C对酚醛树脂基复合材料性能的影响

本文研究了不同含量下热塑性树脂PEK C增韧酚醛树脂复合材料的力学性能 ,对其微观结构和增韧机理进行了探索。

新型酚醛树脂PN作为复合材料基体的评价

研究了炔丙基改性酚醛树脂（PN）作为复合材料基体的工艺性和耐热性，及PN石英布层合板的力学性能和耐热性。结果表明，PN树脂适用于RTM、模压等多种成型过程；PN树脂浇铸体玻璃化温度在330℃～380℃；PN石英布层合板的力学性能比普通酚醛树脂层合板有明显提高．其中材料力学性能随炔丙基含量增大而趋于降低，PN石英布层合板的耐热性（玻璃化温度超过360℃）远高于普通酚醛树脂层舍板（玻璃化温度低于280℃）。