ETFE薄膜单轴拉伸和循环拉伸性能研究

为乙烯—四氟乙烯共聚物膜材(ETFE)在工程实际应用中提供参考,对9种不同透光率的ETFE试件进行纵向(MD)及横向(TD)的准静态单轴拉伸和循环拉伸试验。根据试验数据计算得到应力—应变曲线,确定ETFE膜材第一屈服应力、屈服应变、切线弹性模量、割线弹性模量以及残余伸长率,考察膜材透光率、拉伸方向对这些力学性能参数的影响。结果表明:ETFE膜材各力学性能与膜材透光率、膜材方向无关,一致性较好;确定此膜材屈服应变为2.0%,屈服应力可根据应力—应变曲线确定;循环拉伸中ETFE膜材表现出黏弹塑性,残余伸长率随循环拉伸长度呈线性增长,并提出预测ETFE膜材残余伸长率的模型。

ETFE薄膜单向拉伸性能

对3种厚度的ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚物)薄膜沿MD及TD方向裁取的试样进行了单向拉伸试验,得到了相应的应力-应变拉伸曲线、抗拉强度及断裂延伸率.通过分析,给出了确定拉伸曲线上2个刚性转折点的方法,由此得到了对应于转折点的屈服应力和应变;给出了ETFE薄膜弹性模量的计算方法,并由拉伸曲线计算得到了切线弹性模量、割线弹性模量、第二和第三弹性模量;借助高精度数字照相方法,测定了ETFE薄膜的泊松比.结果表明,试验中采用的ETFE薄膜材料沿MD及TD方向的单向拉伸特性基本相同.

ETFE薄膜循环拉伸试验及徐变试验

分别在弹性阶段、屈服阶段和塑性流动阶段进行ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚物)薄膜循环拉伸试验,考察残余应变、应力松弛、加载和卸载中ETFE薄膜弹性的变化.在材料徐变试验中,采用了25,40和60℃的试验温度以及3,6和9 MPa的拉伸应力,试验时间为24 h.结果表明,常温且拉伸应力在6 MPa以下时材料的徐变量较小且徐变发生缓慢,40℃以上或拉伸应力达9 MPa时材料将产生明显徐变,且徐变呈持续发展趋势.

ETFE双层气枕计算分析及比较

基于U.L.格式的非线性有限单元法,编制了ETFE双层气枕找形分析、受荷分析的计算程序,并选取圆形、正六边形、正三角形、菱形及正方形5种工程中常用的气枕作为计算模型进行对比分析.在找形分析时,将矢高、内压和初始张力作为控制参数进行计算并依次给出了三者之间的相互关系.在受荷分析时,考虑6种给定的荷载工况,计算了ETFE气枕体积、内压的变动以及膜面的主应力.数值计算结果表明,形状与圆形相差较大的双层气枕其力学性能变化明显.在气枕的体积和内压变化不大时,可直接根据气枕上层膜面的主应力判定气枕的工作状态.

温度对PTFE膜材料力学性能的影响

对聚四氟乙烯(PTFE)膜材进行了9种温度(-20,-10,0,10,23,40,50,60,70℃)下的单轴单调和循环拉伸试验,得到了膜材力学参数的变化规律.结果表明:随着温度的增加,PTFE膜材的抗拉强度逐渐减小,而断裂延伸率和弹性模量逐渐增大;随着循环次数的增加,PTFE膜材滞回曲线趋于稳定,残余应变趋于常数.在试验研究的基础上,提出了PTFE膜材强度的温度影响系数,为PTFE膜材强度设计分项系数的取值提供了依据.

耐磨板对球型支座受力性能的影响

为了研究耐磨板对球型支座受力性能的影响,分别建立了无耐磨板、采用PTFE(聚四氟乙烯)及采用UHMWPE(超高分子量聚乙烯)作为耐磨板的球型支座有限元计算模型,并针对各种使用工况进行分析计算和比较。结果表明:使用UHMWPE耐磨板在改善球型支座的受力方面与使用PTFE耐磨板作用相似,均消除了支座接触部位之间的应力集中,使支座受力更均匀,而且由于UHMWPE耐磨板在密度、耐磨和承载能力等方面的优良特性,特别值得在桥梁支座领域进行大规模的推广和应用。

PTFE膜材料的偏轴拉伸性能及破坏机理

为深入把握PTFE膜材料的率相关力学性能及破坏机理,对3种常见的PTFE膜材料进行了偏轴拉伸试验,主要考虑了0°、5°、15°、25°、35°、45°、55°、65°、75°、85°、90°等11个偏轴角度和10、25、50、100、200、500 mm/min等6种拉伸速率,分析了主要力学参数的变化规律,研究了不同拉伸速率下的膜材破坏模式及破坏机理.结果表明:不同拉伸速率下膜材主要力学参数的变化规律比较一致,表现出明显的各向异性;材料的抗拉强度与破坏模式密切相关,随着拉伸速率的增加,抗拉强度逐渐升高,且与拉伸速率的对数呈近似线性关系,这主要与材料应变能及编织结构有关;材料的破坏模式和断裂延伸率受拉伸速率的变化影响不明显.

不同直径PTFE覆膜支架在门脉高压TIPSS术中的应用效果

目的分析10 mm与8 mm直径的PTFE覆膜支架在TIPSS术中的应用效果。方法收集46例行TIPSS术治疗肝硬化门脉高压患者的临床资料,按照支架直径分为10 mm组与较小直径8 mm组。所有患者于术后1周测定门静脉压力、分流道的初次开通比率,于术后3个月、6个月、9个月和12个月分别复查分流道狭窄率以及肝性脑病的发生率。结果两组患者的TIPSS手术成功率均为100%,两组患者分流道的初次开通比率为100%,术后门静脉压力分别为(22.4±3.5)cmH2O、(23.2±3.7)cmH2O,均显著低于术前,但两组患者术后差异无统计学意义;空腹血氨水平分别为(41.3±11.39)μg/L、(42.4±11.78)μg/L,比术前水平略有提高,但术后两组患者间差异无统计学意义。9个月后两组患者消化道出血复发率分别为10%、7.69%,12个月后的复发率分别为15%、11.5%。配对t检验统计显示,TIPSS术6~12个月后,应用直径较小(8 mm组)的PTFE覆膜支架,患者的消化道出血复发率和分流道的远期狭窄闭塞率明显低于10 mm组(t=23.16,P<0.01;t=14.21,P<0.01)。结论 TIPSS术中应用直径较小的PTFE覆膜支架(如8 mm直径),能够在达到分流效果的同时,减少中远期分流道狭窄率等并发症,患者预后较好。

PTFE在覆铜板中的应用

介绍了PTFE树脂的特性及其在覆铜板中的应用,阐述了PTFE覆铜板的主要种类,最后介绍国内PTFE覆铜板发展现状。

乙烯-四氟乙烯共聚物薄膜单向拉伸性能及黏塑性本构模型

对厚度为250μm的长条形ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚物)薄膜试样进行了8种定速(拉伸速度由极慢的1mm/min到极快的500mm/min)单向拉伸试验,得到了相应的应力应变曲线、屈服强度、弹性模量等参数随拉伸速率的变化规律.结果表明:ETFE薄膜的屈服强度和屈服应变随拉伸速率的增加而增加;ETFE薄膜的切线、割线弹性模量,以及基于应变能和应变余能的等效弹性模量随拉伸速率的增加而增大,3种弹性模量之间的差值也随拉伸速率的增加而增大.对上述应力应变曲线进行分析,提出了ETFE膜材的黏塑性本构模型(Peirce模型),并在有限元分析软件ANSYS中进行了数值模拟,其结果与试验得出的应力应变曲线吻合较好.

电子束辐照乙烯-四氟乙烯共聚物的化学稳定性

采用剂量率为20 k Gy/h的电子束在空气氛围中对乙烯-四氟乙烯共聚物(Ethylene tetra-fluoro-ethylenecopolymer,ETFE)片材进行辐照,剂量范围0–1600 k Gy,研究了ETFE片材在低剂量率电子束辐照下的化学稳定性。通过机械性能、红外光谱、拉曼光谱和扫描量热仪(DSC)等对辐照前后的样品进行了测试和表征。机械性能测试结果表明,随着吸收剂量的增加,断裂伸长率和断裂强度在0–200 k Gy内缓慢下降,超过400 k Gy则急剧下降;红外光谱分析表明,随着吸收剂量的增加,羰基指数增加,样品表面氧化程度严重;拉曼光谱分析结果显示低剂量率电子束的辐照破坏了ETFE分子链结构的对称性;DSC测试结果表明,随着吸收剂量的增加,ETFE的结晶度和熔点逐渐下降,结晶度从43.2%下降到12.6%,熔点从261.3℃下降到233.3℃。

空气电极表面渗液机理的研究

采用聚四氟乙烯(PTFE)表面特性实验和列斯实验,研究了空气电极表面的渗液机理。得出的初步结论是:在所有的电介质中,电渗现象表现得最为强烈的是KOH;在KOH溶液中浸泡后,PTFE膜的疏水性会显著降低,使得电渗更容易发生。

乙烯-四氟乙烯薄膜循环拉伸的黏弹塑性本构模型

对250μm厚乙烯-四氟乙烯(Ethylene-Tetra-Fluoro-Ethylene,ETFE)薄膜进行了单轴循环拉伸试验,通过试验得出ETFE薄膜的应力应变曲线,基于宏观现象和各向同性材料小应变假设,推导了适用于ETFE薄膜单轴循环拉伸第1次加载和卸载的本构方程,编写了采用两步法确定本构方程中参数的程序,利用程序模拟了ETFE薄膜在循环拉伸状态下第1次加载和卸载的应力应变关系.通过与试验得到的应力应变关系对比分析,验证了该本构方程和程序的正确性.提出的ETFE薄膜的本构方程可以较为准确地预测ETFE材料的应力应变关系,为ETFE薄膜结构的分析和计算提供参考.

基于MF与双芯的光纤磁场传感系统温度补偿研究

针对基于磁流体(MF)的光纤磁场传感方案中温度对光纤谐振波长和MF折射率的干扰问题,提出一种具有温度补偿模块的磁场和温度双参量测量方案。利用布喇格光纤光栅(FBG)对温度敏感而对折射率不敏感的特性,在FBG表面涂覆聚四氟乙烯(PTFE)来实现温度补偿。经系统仿真和理论计算,该方案实现了800Oe范围内磁场的测量,且与未进行温度补偿的系统相比,磁场测量精度提高81%以上。

自润滑关节轴承的贮存周期验证

相同结构类似材料的自润滑关节轴承，国外贮存周期为8～10a，国产轴承仅为3a。主要针对贮存8a的自润滑关节轴承进行成分分析、粘结性能、摆动磨损、寿命等系列试验，发现国产轴承贮存8a后使用性能不受影响。

PV-ETFE气枕结构温度实测研究

为了研究柔性非晶硅薄膜光伏电池-乙烯四氟乙烯共聚物(简称PV-ETFE)气枕结构的温度特征,设计了由三层ETFE气枕与集成于其中层膜上表面PV组成的气枕1及由双层ETFE气枕与集成于其上层膜上表面PV组成的气枕2,实测了两种气枕的PV和ETFE薄膜的夏季温度数据.通过分析得到:两种气枕的PV和ETFE薄膜温度差分别为35.4℃和26.2℃;气枕1和气枕2ETFE薄膜受气枕内空气温度和气枕外空气流动影响明显;PV温度受阴影及太阳光入射角影响.

基于静电粉末喷涂EP-ETFE-SiO_(2)复合涂层的制备与耐腐蚀性能研究

制备环氧树脂-乙烯-四氟乙烯共聚物(EP-ETFE)颗粒及EP-ETFE-SiO_(2)超疏水复合涂层。使用接触角测量仪、Taber耐磨试验仪、电化学工作站以及耐老化试验箱对涂层的摩擦性能、腐蚀性能以及老化性能等进行测试。结果表明:ETFE与EP的质量比为2∶1,疏水性气相SiO_(2)颗粒含量在3%时,EP-ETFE-SiO_(2)复合涂层可获得良好的综合性能,涂层在500次Taber耐磨试验后仍能维持(152.5±1.8)°的接触角与(3.8±0.6)°的滚动角。相比纯铝基材,涂有EP-ETFE-SiO_(2)复合涂层的表面腐蚀电流可从10^(-3)mA/cm^(2)降低到10-6mA/cm^(2),腐蚀电位从-955 mV升高至-362 mV,同时阻抗谱图与循环伏安曲线展现出优异的耐腐蚀性能。EP-ETFE-SiO_(2)复合涂层经历200 d老化实验后的水接触角,仍能维持(153.1±0.8)°的接触角与(2.7±0.5)°的滚动角,同时展现出优异的耐老化性能。

搭接宽度对PTFE薄膜连接强度的影响研究

对三种型号的长条形聚四氟乙烯(PTFE)薄膜连接试件进行了7种搭接宽度(20,30,40,50,60,70,80mm)下的单轴拉伸试验,得到了相应的应力-应变曲线、薄膜破坏形式以及连接强度的变化规律。结果表明,当搭接宽度为20~30mm时,PTFE薄膜试件破坏位置多发生于搭接热合区内或者热合区边缘处;当搭接宽度大于30mm时,薄膜试件破坏位置则发生于母材区域范围内;在搭接宽度为30~40mm时,PTFE薄膜的连接强度基本可以达到母材抗拉强度的80%,在搭接宽度为50~60mm时,PTFE薄膜的连接强度基本可以达到母材抗拉强度。

“水立方”比赛大厅室内声学设计

从模型实验出发,对"水立方"比赛大厅的建筑声学设计做了较为详细的介绍,并结合其竣工验收测试结果,总结出声学解决方案与建筑美学效果相结合的几个关键点,以期对类似场馆的声学设计提供一些经验。

锌空气电池电极表面渗液现象的研究

渗液问题是锌空气电池的主要问题之一。本文通过如下实验:聚四氟乙烯膜(PTFE,poly tetra fluoro ethylene)表面特性实验、电池风冷放电、空气电极电压实验和类列斯实验,对可能影响电池渗液的因素进行了研究。这些因素包括:PTFE膜、温度、电压、电荷总量、电解质溶液。实验结果表明:PTFE膜经过KOH溶液浸泡一段时间后,其接触角会显著变小,疏水性变差;温度和电压会对渗液现象产生影响;在各类电解质溶液中,KOH溶液渗液最严重;放电过程中的电荷总量对渗液问题基本没影响。实验结果分析得出,这类电池渗液主要是由于上述因素导致电解液表面张力变化,引起气液界面移动导致的。