埃万特引入亚太地区首条长纤维增强热塑性复合材料生产线

5月16日,埃万特宣布引入亚洲首条Complēt^(TM)和OnForce^(TM)长纤维增强热塑性复合材料的生产线。这条新生产线位于埃万特亚洲区域总部上海,用于满足市场对复合材料不断增长的需求,这些材料必须具备优异的冲击强度、弹性模量和材料强度。Complet和OnForce复合材料的结构特性赋予了产品出色的刚度、强度和韧性,使它们成为了金属材料的理想替代品。

三点弯曲工况下编织碳纤维复合材料方管的材料特性研究

在汽车碰撞产生的弯曲载荷下,复合材料安全构件应具有抵抗变形和耗散碰撞能量的能力。为确定三点弯曲工况中编织碳纤维复合材料薄壁梁的渐进损伤材料模型力学参数,开展了编织碳纤维复合材料力学特性试验和编织碳纤维复合材料方管三点弯曲试验,获得了该材料的基本力学参数、弯曲失效历程及力-变形特性。进而分析了渐进损伤材料模型中各非试验参数对仿真结果的影响,讨论了多层壳建模方法的有效性。通过与试验结果的对比,获得了复合材料渐进损伤模型的非试验参数和有效的仿真建模方法。获得的材料特性可用于该材料结构在相似工况中的碰撞仿真分析。

长纤维增强聚乙烯复合材料的研究

采用经KH-550偶联剂处理的长玻璃纤维(LGF)与聚乙烯(PE)复合制备了PE/LGF复合材料。研究了该种复合材料的力学性能和LGF在PE基体中的分布状况。结果表明,LGF的长度与含量对复合材料的拉伸强度、冲击强度、硬度及维卡软化点温度有很大的影响,当LGF的质量分数约为30%、长度约为35mm时,复合材料的拉伸强度达52.5MPa,冲击强度达52kJ/m2,洛氏硬度为90,维卡软化点温度为106℃;LGF在PE基体中呈现三维交叉结构,这种结构和KH-550的加入改进了复合材料的性能。

纤维编织结构对碳纤维增强碳化硅复合材料热膨胀和热扩散系数的影响

分别采用热膨胀仪和激光脉冲热导仪测量了2维、2.5维和3维纤维编织结构的碳纤维增强碳化硅(carbon fiber reinforced silicon carbide,C/SiC)复合材料从室温到1400℃温度范围内纵向和横向热膨胀系数,以及厚度方向的热扩散系数。用扫描电镜、光学显微镜观察了样品的微结构。结果表明:低温段(700℃以下),3种C/SiC的纵向和横向热膨胀系数均随温度的升高而缓慢增大,并在700℃之后出现不同程度的波动;高温段(700℃以上),它们的纵向热膨胀系数和2维C/SiC的横向热膨胀系数随温度的升高而减小,而2.5维和3维C/SiC的横向热膨胀系数则随着温度的升高而迅速增大。三者厚度方向的热扩散系数均随温度的升高而减小,3维C/SiC的热扩散系数最大,分别是2.5维C/SiC和2维C/SiC的1～1.2和1.4～2倍。

纤维增强复合材料机翼长桁压缩破坏预测方法

提出了一种分析和预测在压缩载荷作用下纤维增强复合材料机翼长桁的极限承载能力以及破坏位置的方法,建立了分析其形变和渐进破坏的有限元模型,采用应力描述的二维Hashin失效准则预测材料的初始失效,并提出了一种材料受损后的刚度折减方案;由应力失效和断裂力学中的能量释放率控制材料渐进损伤的演化模式,并以损伤变量的形式表征材料的受损程度;在有限元软件ABAQUS/Standard平台上编写用户材料子程序(UMAT),运用黏性正则化方法帮助收敛,并将其预测结果与复合材料机翼长桁的压缩实验结果加以对比.结果表明,所得极限承载能力以及破坏位置的预测结果与相应的实验结果较吻合.

长纤维增强热塑性复合材料技术与设备的研究

总结了长纤维增强热塑性复合材料技术与设备的最新技术,包括长纤维增强热塑性复合材料造粒技术、长纤维增强在线配混并直接挤出成型技术、长纤维增强在线配混并直接模压成型技术和长纤维增强在线配混并直接注射成型技术。

长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的韧性

以玻璃纤维和聚丙烯为原料,制备了长玻璃纤维增强聚丙烯(LFT-PP)复合材料,研究了基体韧性、纤维长度和界面相容剂对LFT-PP韧性的影响。结果表明LFT-PP韧性随基体韧性增加而增加;当玻璃纤维长度从2.06mm增加到4.66mm时,LFT-PP的悬臂梁缺口冲击强度从134.4J/m提高到238.0J/m,增加了约80%;添加界面改性剂降低了LFT-PP悬臂梁缺口冲击强度,从311.4J/m降为181.8J/m。

长纤维增强热塑性复合材料的浸渍技术与成型工艺

概述了国内外长纤维增强热塑性复合材料(LFT)的主要浸渍技术(包括:溶液浸渍、粉体浸渍、熔体浸渍等)与成型工艺(传统的注射成型、模压成型,挤出成型以及在线混炼模压及注塑成型等);对LFT和GMT进行了比较,分析了LFT优势;通过一些特殊的技术处理,LFT材料在力学性能方面已与GMT不相上下,由于优异的成型加工性能及相对低廉的成本,LFT必将在汽车、建材等领域获得更为广泛的应用。

长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料的高性能、低成本化技术

本文通过直接挤出混炼的方法制备了长玻璃纤维增强聚丙烯复合材料,研究了长纤维增强聚丙烯复合材料高性能、低成本化的方法。通过与连续玻璃纤维增强聚丙烯织物的组合,获得了力学性能超过玻璃纤维毡增强聚丙烯复合材料的高性能复合材料。在树脂基体中掺混廉价的填料及回收的聚丙烯树脂,结合适当的填料表面处理方法及废弃回收树脂的增韧及抗老化改性,在力学性能保持一定水平的基础上,可有效降低材料的成本。

长玻璃纤维增强PET复合材料的研制

利用自行研制的漫润装置,采用一体化结合的工艺路线制备长玻璃纤维增强PET复合材料。研究了热处理条件对材料的影响,对复合材料的断面形貌和力学性能进行了考察。结果表明利用这种工艺方法制取的复合材料,具有优良的力学性能。

长玻璃纤维增强PP/m-PA6复合材料的制备及性能研究

采用熔融拉挤工艺技术制备了长玻璃纤维增强聚丙烯/低黏度聚酰胺6[LFT-(PP/m-PA6)]粒料,并研究了材料的界面相互作用情况、力学性能和流变性能。结果表明,m-PA6改善了PP树脂与玻璃纤维之间的润湿性和浸渍性,提高了界面黏结强度,与长玻璃纤维增强聚丙烯(LFT-PP)相比,LFT-(PP/m-PA6)的拉伸强度和弯曲强度增加、刚性增强、韧性基本不变;当长玻璃纤维含量相同时,以均聚PP为基体的LFT-PP和LFT-(PP/m-PA6)的力学性能高于以共聚PP为基体的LFT-PP和LFT-(PP/m-PA6),特别是缺口冲击强度明显提高;在-30℃时,LFT-PP(F401)的缺口冲击强度为29.3kJ/m2,比常温条件下提高了3.91%,LFT-PP(K712)的缺口冲击强度为24.3kJ/m2,比常温条件下提高了7.53%;m-PA6起到了界面润滑作用,能使LFT-(PP/m-PA6)的流动性能更好。

三维编织芳纶纤维增强尼龙复合材料性能研究

研究了纤维体积比对三维编织芳纶纤维增强尼龙(简称K_(3D)/PA)复合材料力学性能的影响。同时,研究了γ射线辐照处理对K_(3D)/PA的影响。研究发现,随着芳纶纤维体积比的增大,K_(3D)/PA的力学性能提高;芳纶纤维经γ射线辐照处理后,表面含氧量有所提高,并出现新的官能团。纤维经表面处理后,K_(3D)/PA的弯曲强度、弯曲弹性模量及剪切强度均比未处理的高,但冲击强度较低。

原位聚合法制备三维编织纤维增强尼龙复合材料

选择液态原位聚合法成功地制备出性能较好的三维编织碳纤维增强尼龙 6复合材料 (C3D/PA6)及三维编织芳纶纤维增强尼龙 6复合材料 (K3D/PA6) ;并对两种复合材料的力学性能进行了比较。研究发现 ,C3D/PA6的弯曲强度和弯曲模量均高于K3D/PA6。

复合材料中三维编织碳纤维增强体的性能特点

作者对复合材料中的碳纤维增强方式进行了论述,三维编织碳纤维增强体具有整体性和可适应构件多种外形的特点,由其复合成的材料避免了方向性,使复合材料具有优良的综合性能。

增韧剂对长纤维增强PA66复合材料性能的影响

采用熔融浸渍法制备了长玻璃纤维增强PA66复合材料,通过对树脂熔体黏度、预浸料浸渍程度和纤维断裂率、材料力学性能进行测试及扫描电子显微镜(SEM)观察,分别研究了不同含量的增韧剂乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐(POE-g-MAH)和乙烯-辛烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯(POE-g-GMA)对复合材料性能的影响。实验结果表明:随着含量的提高,两种增韧剂均能够使长玻璃纤维增强PA66复合材料的冲击强度增大,树脂与纤维界面的结合程度提升,其中POE-g-GMA的增韧及界面改善效果更为明显,可有效提升复合材料的力学性能。

后背门用长纤维增强聚丙烯复合材料的性能研究

研究了不同长玻璃纤维含量、不同拉伸速率以及不同的润滑体系对长纤维增强聚丙烯复合材料(LFT-PP)的力学性能的影响。结果表明,LFT-PP材料的拉伸强度和拉伸模量随着应变速率和纤维含量的增加而有不同程度的上升,而断裂伸长率则随之下降。不同润滑体系对LFT-PP的力学性能影响不同,而对于同一种润滑体系来说,随着润滑剂含量的上升,LFT-PP的力学性能先稍有提升而后趋于稳定。

SiO2编织纤维增强SiO2复合材料胞体表面测量

面向SiO2编织纤维增强SiO2(WFSiO2/SiO2)复合材料在胞体层面的表面形貌测量工程,提出了一种三维测量方法.针对采样参数设置不合理,会造成测量结果失真的问题,设计开发了一种确定最大采样步长的方法.该方法利用误差估计的统计学原理,建立了任意采样参数下获得的测量结果与准确测量值之间的误差的概率密度关系,并在此基础上提出了判断特定采样步长得到的测量结果是否可靠的准则,进而可以确定使测量结果符合工程要求的最大采样步长,从而将由采样引起的测量结果误差控制在最大残差的15%范围内.应用本文提出的方法确定了3种WFSiO2/SiO2复合材料的胞体最大采样步长,数值分别为7μm、6μm和8μm.研究了WFSiO2/SiO2复合材料的微观组织结构对其胞体层面的最大采样步长的影响,注意到材料所用的编织纤维直径在6~8μm之间.根据纤维直径与胞体最大采样步长之间的数值关系可以判明:在胞体层面,WFSiO2/SiO2复合材料的最大采样步长与其微观重复性特征具有密切关系,数值上约等于其微观的增强纤维直径;利用本方法确定的最大采样步长,可以实现WFSiO2/SiO2复合材料胞体表面不失真的采样与测量分析.该研究成果作为编织纤维增强复合材料纤维束-胞体-全表面测量评价体系的一个环节,为该种材料更可靠的表面质量检测和工程应用奠定了基础.

长纤维增强热塑性复合材料在汽车轻量化上的应用

进入新世纪，中国汽车工业也进入了快速发展期，2011年中国以l840万辆的产量成为世界最大的汽车生产国，2012年汽车产量更高达1927．18万辆［1］。国家统计局和海关总署数据显示，2011年中国的石油总消耗为4．94亿t，其中国内累计生产原油为2．04亿t，累计进口原油2．54亿t。

长纤维增强热塑性复合材料的开发与应用

长纤维增强热塑性复合材料以其优异的性能成为高分子复合材料研发与应用的热点。笔者综述了长纤维增强热塑性复合材料的性能特征、研发历史与现状、产品形式与制造技术、应用状况,展望了长纤维增强热塑性复合材料的发展前景。

长纤维增强聚丙烯复合材料进气歧管焊接接头的性能及影响因素

对水压爆破试验合格与不合格的两个汽车用长纤维增强聚丙烯复合材料进气歧管焊接接头进行了拉伸试验,观察了人工断口形貌并分析了影响其性能的主要因素。结果表明:水压爆破试验合格进气歧管焊接接头的拉伸强度约为11 MPa,远小于母材的;热影响区及熔合区中的纤维呈无序分布,且与基体聚丙烯结合较好,但是纤维出现了聚集情况,且部分纤维剥落,导致焊接接头拉伸强度的降低。水压爆破试验不合格进气歧管焊接接头熔合区纤维与基体聚丙烯的结合很差,且存在大量破碎现象;破碎纤维所在区域在水压爆破试验时成为裂纹源,导致焊缝开裂。