自成核行为在CF/PPS复合材料中的差异性与普适性

以半结晶高分子为基体的碳纤维增强热塑性复合材料,其基体的结晶行为将受到碳纤维表面性质与热历史的共同影响。当这种材料在经历反复加热冷却的热循环过程时,基体会产生自成核行为,其结晶过程变得更加复杂。通过三种T300级碳纤维分别制备了碳纤维增强聚苯硫醚(CF/PPS)复合材料,并探究了二次熔融温度与CF/PPS复合材料结晶行为的关系,揭示了不同碳纤维表面性质对CF/PPS复合材料自成核行为的影响。在此基础上阐明了CF/PPS复合材料基体自成核与CF异相成核的竞争关系。最后,通过冲压成型制得具有自成核行为的CF/PPS复合材料角片,验证了自成核对于CF/PPS复合材料二次热成型技术的有效性与重要性。

碳纤维增强热塑性复合材料感应焊接的温度控制及接头强度

随着热塑性复合材料在航空领域的用量日益增加,如何解决结构复杂热塑性航空部件的连接问题引起了研究者的广泛关注。利用其可二次成型的特点可采用焊接,感应焊接是其中一种快捷、可靠的连接方式。感应焊接工艺过程稳定,可实现连续化焊接,是一种人为因素介入较少、小(焊接装置小)、快(焊接速度快)、灵活的焊接技术,也被视为热塑性复合材料连接技术未来最重要的发展方向。本文采用热电偶测温研究了连续碳纤维增强聚苯硫醚(CF/PPS)焊接试样厚度方向上温度分布及温度随时间的变化规律,确定了不同功率下焊接试样可焊的最长时间。采用定点焊接的方式研究了焊接功率及时间对单搭接剪切强度的影响,并探索了不同植入层用于CF/PPS热塑性复合材料感应焊接的可行性。

马来酸酐接枝聚丙烯增强碳纤维织物聚丙烯复合材料界面的研究

研究了马来酸酐接枝聚丙烯(MAPP)偶联剂对碳纤维织物(CFF)增强聚丙烯(PP)复合材料力学性能的影响以及CFF与基体的界面相互作用。采用模压成型工艺制备了一系列不同MAPP含量的CFF/PP复合材料层合板。扫描电镜观察断裂形貌发现,随着MAPP的加入,断口拔出的CFF中PP基体覆盖较多,CFF/PP界面脱黏较少。随着MAPP添加量的增加,界面黏结力得到改善。复合材料的弯曲强度、弯曲模量、拉伸强度、拉伸模量、冲击强度和层间剪切强度均显著提高2~10倍。当MAPP质量分数超过10%~15%后,力学性能趋于平稳然后下降。