UHMWPE/PE复合材料的开发与性能研究

本文在阐述聚乙烯自增强复合材料 (PE/PE)的涵义基础上 ,介绍超高分子量聚乙烯 (UHMWPE)纤维增强聚乙烯复合材料的制备原理和新产品的加工技术与工艺特点 ;试验测得复合材料的性能 ,验证了为改善复合材料性能而采用的几种UHMWPE纤维表面处理方法的有效性 ;同时证实了界面粘结是影响UHMWPE/PE复合材料性能的关键因素 ;最后就UHMWPE/PE复合材料界面粘结机理展开讨论 ,并概述了界面穿晶层的起源。

碳纤维含量对碳纤维增强PE复合材料力学性能的影响

以短切碳纤维为增强体,以聚乙烯树脂为基体,运用螺杆注射成型的方法制备碳纤维增强热塑性复合材料。研究了碳纤维含量对复合材料硬度、拉伸、疲劳等性能的影响。结果表明,随着碳纤维含量的增加,复合材料的维氏硬度呈S形增加,拉伸强度、弹性模量、条件疲劳极限值都有提高;当碳纤维含量为4.021%时,相对纯聚乙烯,硬度、拉伸强度、弹性模量、条件疲劳极限值分别增加了35.489%、18.421%、208.024%、213.240%

成分对温压成形Reed/Cu/PE复合材料性能的影响

为进一步改善基于农林剩余物的木基复合粉末的温压成形综合性能,开发新型复合材料,以芦苇秆粉末(Reed)为基材、紫铜粉末(Cu)为强韧化因子、聚乙烯(PE)为紫铜粉末分散助剂,运用响应面试验法、三维立体数码显微镜、扫描电镜和电子万能材料实验机等方法和手段研究PE及Cu对温压成形Reed/Cu/PE复合材料性能的影响,对试件材料的性能与结构进行表征。结果表明:Reed/Cu/PE复合材料的最优温压成形工艺条件为,PE和Cu质量分数分别为10%和17%;制备的Reed/Cu/PE复合材料的静曲强度、表观硬度(HV)、吸水率和吸水厚度膨胀率分别达到了49.26、9.267 MPa、3.32%和4.35%。

聚苯胺/PE复合材料的制备探究

采用原位化学氧化聚合法制备苯胺/PE导电复合材料,使苯胺在基体高分子PE的水溶液中进行聚合,研究反应体系中聚苯胺的含量、反应时间、温度对复合材料电导率的影响,确定了较佳的聚合反应条件,并且通过红外对光谱复合材料的结构、光电性能和稳定性进行了表征和分析。

PE/CNT复合材料对空间质子的屏蔽效能仿真分析

随着遥感卫星对观测精度需求的增长,国内外积极探索新型高效质子防护材料。为研究聚乙烯掺杂碳纳米管屏蔽质子效能,本文利用Geant4软件开展质子屏蔽仿真,探究碳纳米管掺杂浓度、管壁直径、排布方式和管壁层数对复合材料质子屏蔽效能的影响规律,并与纯聚乙烯进行对比分析。结果表明,质子屏蔽效能对掺杂浓度、管壁直径和排布方式较敏感,受管壁层数影响相对较小;在高掺杂浓度、大管壁直径和规则排布的情况下,复合材料表现出更优异的质子屏蔽效能;相同质量厚度下,碳纳米管掺杂浓度为10%和20%的复合材料质子屏蔽后的电离剂量分别比纯聚乙烯最大降低了7.40%和12.83%。本文研究结果为辐射防护材料设计提供了数据支撑。

基于声发射检测技术的PE/PE自增强复合材料破损机理分析

用声发射(AE)技术研究了聚乙烯自增强复合材料的拉伸损伤与断裂行为。宽带传感器记录了不同角度纤维铺层的复合材料试样在拉伸破坏过程中的声发射信号,用扫描电子显微镜(SEM)观察了试样的几种典型的损伤破坏断面,对比分析了不同类型的损伤机制。实验分析表明,拉伸过程中破坏机制对声发射信号的特征具有显著影响,不同损伤模式的信号频谱特征存在明显的差异。声发射检测能有效提取热塑性复合材料损伤破坏信息,在材料的结构损伤主动监测中有良好的应用潜力。

聚乙烯/多壁碳纳米管复合材料的制备及性能

为了改善PE材料的综合性能,应用转矩流变仪,通过熔融共混的方法,制备了不同比例的PE/MWCNTs复合材料,研究了PE/MWCNTs复合材料的机械性能、结晶性能和热性能,并利用红外光谱探究了MWCNTs对PE性能的影响机理。研究结果表明,随着MWCNTs含量的增加,复合材料的屈服应力增加,断裂应力增大,抗冲击强度增大,结晶温度升高。

通过挤出-热拉伸制备CB/PET/PE导电复合材料

在前期热塑性塑料原位成纤研究基础上,尝试通过挤出-热拉伸制备原位微纤化炭黑(CB)/聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)/高密度聚乙烯(HDPE)导电复合材料。先将CB/PET熔融混合制成母料,再将母料和HDPE按一定的比例挤出-热拉伸。实验发现,体系成纤性能受母料的熔融粘度影响。在相对低的CB含量下,复合物能形成较好的原位微纤,从而具有较好的电性能。

热拉伸比对PET/PE原位微纤化复合材料形态和拉伸性能的影响

采用熔融挤出热拉伸淬冷方法制备了聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)/聚乙烯(PE)原位微纤化复合材料。固定体系组成(PET/PE为15/85),热拉伸比增加,PET粒子相继从球状转变成椭球状、棒状和纤维状;除了最小粒径保持基本不变外,最大和平均粒径均逐渐减小。微纤化复合材料在PE的加工温度下成型时,纤维能够良好地保持在体系中,但在PET的加工温度下成型时,纤维重新熔融,形成球状粒子。复合材料的拉伸模量和拉伸强度随拉伸比增加显著增加,表明微纤化对材料具有良好的增强效果;而断裂伸长率随热拉伸比增加剧烈下降,产生明显的韧脆转变。比基本断裂功(we)先随热拉伸比(HSR)增加而增加,热拉伸比为19.17左右时达到最大值,继续增加热拉伸比,we降低。

PE/CB复合材料的辐照效应

研究了两种炭黑(CB)对 PE的影响及PTC功能材料挤出后的特性,发现挤出后粒子和聚合物取向对材料电性能都有较大影响。经γ射线辐照后 HDPE/CB功能复合材料稳定性大为提高,初步探讨了辐射对PTC功能材料稳定性的影响。结合辐射交联等方法提高材料的稳定性。用扫描电镜(SEM)观测了一系列PE/CB的形态、CB的分布、链段的分子运动,并结合Fisher的 toy model对PE/CB机制做了较系统的解释。

PE纤维掺量对水泥基复合材料力学性能的影响

针对PE纤维掺量对水泥基复合材料力学性能的影响,开展不同PE纤维掺量下水泥基复合材料的抗压强度、抗折强度、弯曲韧性、直接拉伸性能的试验研究,分析PE纤维水泥基复合材料的开裂模式,通过环境扫描电镜观察和分析薄板弯曲试验中PE纤维的破坏模式。研究表明,不大于2%的PE纤维掺量对水泥基复合材料的抗压强度没有明显改变;当PE纤维掺量大于1%后,PE纤维水泥基复合材料薄板在弯曲荷载作用下表现出极强的韧性特征和变形能力;当纤维掺量大于1.5%时,在直接拉伸荷载作用下PE纤维水泥基复合材料表现出显著的应变硬化特征,并且呈现多缝开裂的稳态破坏模式.

PE纤维水泥基复合材料框架梁柱节点的抗震性能试验研究

为了研究聚乙烯(PE)纤维水泥基复合材料应用于结构中的抗震性能,对PE纤维水泥基复合材料梁柱节点和普通混凝土梁柱节点进行了低周往复荷载作用下的抗震性能试验研究。对节点破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、承载力、刚度退化、强度退化和耗能等抗震性能进行了对比分析。试验结果表明:2种节点均经历了初裂、通裂、极限和破坏四个过程;PE纤维水泥基复合材料替换节点核心区附近混凝土,将混凝土框架节点从核心区剪切破坏提升为梁的弯曲破坏,对节点的初始刚度有一定提升,屈服荷载和极限承载也有所增强,节点强度和刚度始终优于混凝土节点,对节点的耗能能力没有明显影响。

润滑剂对PE木塑复合材料力学性能和加工性能的影响

本文讨论了两种润滑体系在PE木塑复合材料中的应用,测试了材料的力学性能和加工性能。结果发现,润滑剂需用量要约2％、并保持物料较快塑化、形成较大的挤出压力,才能使PE木塑复合材料获得较高的挤出速度和较好的外观质量,产品的力学性能则基本不受润滑剂品种的影响。

PE/CB/EPDM导电复合材料的研究

通过研究不同种类炭黑及基体树脂等对于导电复合材料电性能和力学性能的影响 ,确立了以HDPE为基材 ,导电炭黑为填料的导电复合体系。实验结果表明 :当EPDM加入量为 10～ 15份时 。

PE衬塑复合材料在盐酸贮罐中的应用与效果分析

简要介绍PE衬塑复合材料的防腐蚀机理,阐述了在化工企业盐酸贮罐中应用的可靠性及取得的成效,指出了应巩固的措施及使用中应注意的事项。

冻融循环对尿不湿边角料/聚乙烯复合材料弯曲性能的影响

研究了冻融循环对于两种尿不湿边角料/聚乙烯(PE)复合材料弯曲性能的影响,冻融循环分为6个温度段:–29～23℃、–29～52℃、–29～85℃、–40～23℃、–40～52℃、–40～85℃。结果表明,两种尿不湿边角料/PE复合材料经历不同的温度段的冻融循环后,弹性模量和弯曲强度降低的幅度随着温度差的增加而增加;两种复合材料弹性模量和弯曲强度降低的幅度随着循环次数的增加而增加;与经历单纯的高温或者低温的材料的弹性模量和弯曲强度保留率进行对比,两种复合材料经历不同的温度段的冻融循环后,弹性模量和弯曲强度降低的幅度更大,说明冻融循环对材料的弯曲性能影响更大。

生产工艺对PE基木塑复合材料性能的影响

以木粉和废HDPE为主要原料,用挤出成型的方法制备型材,研究了不同生产工艺对PE基木塑复合材料性能的影响,通过流变性能、力学性能测试和断面SEM分析,结果表明:三步法工艺综合性能最好,塑化好,挤出稳定,挤出线速快,物理机械性能最好,优于一步法工艺和二步法工艺。

PE纤维水泥基复合材料基本力学性能试验研究

在水泥基复合材料中掺入适量聚乙烯(PE)纤维得到PE纤维水泥基复合材料,可以很好的提升水泥基复合材料的弯曲性能,研究了PE纤维掺量、粉煤灰置换率等对PE纤维水泥基复合材料抗压强度以及弯曲性能的影响。试验表明,PE纤维掺量可以有效的提升材料的弯曲性能,但对其抗压强度影响不大,而粉煤灰置换率却可以有效地控制水泥基复合材料强度等级,对其弯曲性能也有明显增强。

PE木塑复合材料配方中润滑剂对物理性能和加工性能的影响

讨论了两种润滑体系在PE(聚乙烯)木塑复合材料中的应用,测试了材料的物理性能和加工性能,结果发现不同润滑剂对PE木塑复合材料的影响。

聚乙烯/碳黑导电复合材料的导电性能

提出并验证了聚乙烯 /碳黑 ( PE/ CB)导电复合材料的网络导电性能和产生正温度系数 ( PTC)特性的原因 ,分析了加工过程、温度和辐射交联等后处理过程对其导电性能的影响 .