RTM用苯并噁嗪树脂基碳纤维复合材料的性能研究

针对RTM成型工艺对基体树脂的特殊要求,结合MA型苯并噁嗪树脂耐烧蚀、高性能的特点,对制造高强度苯并噁嗪树脂基碳纤维复合材料进行了研究。系统考察了基体树脂体系的工艺性能、固化反应行为以及力学性能。结果表明:该树脂体系在95～115℃温度区间内至少有350min的低黏度(≤500mPa.s)时间作为工艺开放期,符合RTM成型工艺要求;树脂体系的玻璃化转变温度在223℃;RTM苯并噁嗪树脂基碳纤维复合材料的空隙含量仅为0.23%,树脂浇铸体和碳纤维复合材料的常规力学性能优异。MA型苯并噁嗪树脂完全可以采用RTM工艺成型高性能复合材料。

炭黑填充型硅橡胶复合材料的制备及其性能研究

以硅橡胶为基体,T60导电炭黑为填料,制备了填充型硅橡胶复合材料。研究了炭黑填充量、硫化剂用量以及硫化时间对橡胶物理性能和导电性能的影响。结果表明:炭黑填充量、硫化剂用量以及硫化时间均会对橡胶的物理性能和导电性能产生影响。其中,炭黑填充量对橡胶的导电性能影响最为显著。当炭黑用量为20份,硫化剂用量为7份,硫化时间为11 min时,所得橡胶的物理和导电性能最佳,拉伸强度为5.67 MPa,扯断伸长率为133.1%,撕裂强度为16.9 kN/m,邵尔A硬度为81,体积电阻率为165Ω.cm。

复合材料RTM成型工艺参数的研究

对树脂传递模塑(RTM)成型工艺进行了具体的研究,对所得制品进行了力学性能测试,并研究分析了不同注胶温度和注胶压力对制品力学性能的影响。证明了RTM工艺过程中注胶压力越小,树脂对纤维的浸润也越充分,制品的力学性能也相应的较好。提高注胶温度在使树脂粘度降低的同时也不利于RTM工艺的排气,从而影响制品的力学性能。

尼龙6/季铵盐/蒙脱土纳米复合材料的分子动力学模拟

通过分子动力学(MD)模拟方法对十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和十八烷基三甲基氯化铵(OTAC)改性蒙脱土(MMT)的尼龙6(PA6)/季铵盐/MMT纳米复合材料共混体系的微观分子结构进行了研究。结果表明,MD模拟平衡后季铵盐分子平铺在MMT上,几乎覆盖了MMT的整个表面,PA6塌缩在季铵盐分子上,没有直接与MMT表面相接触;季铵盐与MMT之间存在强烈的相互作用,季铵盐中的非极性长链烷基通过范德华力与高分子链发生作用,烷基链数越少作用越强;季铵盐中的极性基团(卤素取代基)通过静电力与MMT相作用,取代基电负性越大,作用越强;烷基链数越多,高分子链越容易插入MMT片层中;10 nm^25 nm为季铵盐和PA6相互作用的界面区。

高导电镀银粒子/硅橡胶复合材料的制备研究

以自制玻璃微珠/银复合粒子作为导电填料、硅橡胶作为基胶,制备出具有高导电性能的硅橡胶复合材料,研究了导电复合粒子的添加量对橡胶复合材料物理性能和导电性能的影响。结果表明:自制玻璃微珠/银复合粒子的体积电阻率为3.14×10-4Ω.cm,导电性能优良;随着复合粒子添加量的增加,硅橡胶复合材料的导电性能和邵尔A硬度增加,但其它力学性能却呈下降趋势。当复合粒子的添加量为300phr时,硅橡胶复合材料的体积电阻率达到0.009Ω.cm,表现出优良的导电性能。

聚丙烯／蒙脱土纳米复合材料的制备与性能研究

以马来酸酐接枝低分子量聚丙烯为相容剂,采用双螺杆挤出机熔融挤出法,制备插层型聚丙烯/有机钠基蒙脱土、聚丙烯/酸化有机化钠基蒙脱土、聚丙烯/钠基蒙脱土3种纳米复合材料,发现有机钠基蒙脱土、酸化有机化钠基蒙脱土和钠基蒙脱土对PP力学性能和燃烧性能均有一定程度的提高。经X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)观察,发现有机钠基蒙脱土片层间距增幅最大,复合材料的燃烧性能也有很大提高。

石墨/NR导热复合材料的研究

分别采用可膨胀石墨、粉碎后的可膨胀石墨和膨胀石墨制备石墨/NR导热复合材料,研究石墨品种和用量对复合材料性能的影响。结果表明,随着石墨用量的增大,填充可膨胀石墨、粉碎后的可膨胀石墨和膨胀石墨复合材料的物理性能均有不同程度下降,填充膨胀石墨复合材料的热导率增大,填充可膨胀石墨或粉碎后可膨胀石墨复合材料的热导率先增大后减小。当石墨用量相同时,填充膨胀石墨复合材料的热导率高于填充可膨胀石墨或粉碎后的可膨胀石墨复合材料。石墨/NR复合材料压缩疲劳温升与热导率的正相关性较好。

蒙脱土改性环氧树脂及其复合材料性能研究

以蒙脱土(MMT)作为EP(环氧树脂)的改性剂制备EP/MMT纳米复合材料。考察了MMT含量对EP/MMT体系的凝胶时间、黏度和力学性能等影响。结果表明:MMT的加入明显缩短了EP体系的凝胶时间,并显著缩短了EP体系达到高黏度的时间;当w(MMT)=4%时,EP/MMT纳米复合材料的力学性能相对最好,其浇铸体的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度分别为85 MPa、140 MPa和35 kJ/m2,其复合材料的拉伸强度和弯曲强度分别为160 MPa和200 MPa。

复合材料螺栓连接接头渐进损伤分析研究进展

针对复合材料结构连接问题,系统地介绍了静拉伸作用下复合材料连接接头渐进损伤分析研究进展,主要从渐进损伤分析方法的3个关键分析步骤:应力分析、失效模式分析和材料属性退化分析方面进行了详细阐述,形成一种公认的能够有效、准确预测复合材料连接接头失效行为的方法。

聚苯乙烯/石墨复合材料的制备及电性能研究

将苯乙烯与石墨(Gr)通过原位聚合制得PS/Gr导电复合材料。利用红外光谱表征了材料的结构,采用高阻计测试了复合材料的体积电阻率。结果表明:复合材料的体积电阻率随着石墨含量的增加而急剧下降,当石墨含量增加至5%时,复合材料的体积电阻率对数值从16.11下降到7.9。石墨经膨胀后能有效地提高材料的导电性能。

聚苯胺/煤复合材料的制备及腐蚀性能研究

以煤为填料,聚苯胺为基体采用静置法合成了聚苯胺/煤纳米复合材料.将聚苯胺/煤复合材料作为防腐蚀填料加入环氧树脂中,涂于镁合金试样表面,固化后即得聚苯胺/煤/环氧树脂复合抗腐蚀涂层.采用红外光谱(FTIR)表征了聚苯胺/煤复合材料的化学结构,用扫描电子显微镜观察了其微观形貌,并用电化学工作站测试了其在3.5%NaCl溶液中的极化曲线和阻抗谱图.测试结果表明,聚苯胺/煤复合材料可明显改善镁合金的腐蚀性能,使镁合金的腐蚀速率下降3个数量级.试样的腐蚀性能随着聚苯胺/煤复合材料含量的增加大幅度提高,当聚苯胺/煤复合材料的含量达到20%时,涂层的腐蚀性能最佳,变化缓慢.腐蚀时间的延长使试样的腐蚀性能下降,涂层中聚苯胺/煤复合材料的含量为15%时,阻抗变化幅度最低.

导电聚苯胺/钡铁氧体复合材料性能研究

对采用柠檬酸溶胶–凝胶法和共沉淀法两种方法制备的钡铁氧体粒子进行了对比,采用原位聚合的方法合成了聚苯胺/钡铁氧体复合材料.用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、四探针测试仪、振动样品磁强计对产物的结构和性能进行了表征和测试.实验结果显示,柠檬酸溶胶-凝胶法所制得的产物主要为钡铁氧体,纯度较高.钡铁氧体结构主要为M型六角晶系片状结构,平均粒径在20～60 μm.电磁测试结果显示,钡铁氧体的比饱和磁化强度与矫顽力均随焙烧时间的延长呈上升趋势,随着时间从3 h延长到5 h,比饱和磁化强度从36.9 emu/g增加到44.9 emu/g,矫顽力也从5 198.0 Oe增加到5 339.1 Oe;聚苯胺/钡铁氧体复合材料的电阻率随钡铁氧体含量的增加呈上升趋势.

HDPE/Fe_3O_4纳米复合材料制备及力学性能研究

以FeCl3为前驱体,与高密度聚乙烯(HDPE)及分散剂共混后通过挤出机经原位热还原-氧化法制得HDPE/Fe3O4纳米复合材料,对其结构进行了表征,研究了FeCl3用量、分散剂种类及用量对复合材料力学性能的影响。结果表明,复合材料中Fe3O4的粒径达到纳米级,平均粒径为26nm;FeCl3的最佳用量质量分数为20%;以硬脂酸作分散剂时复合材料的综合力学性能较好。

生物降解高分子缓控释肥在番茄上的应用研究

以番茄为试材,与番茄专用肥及有机-无机复混肥对比,系统研究了两种不同溶解度的生物降解高分子缓控释肥对盆栽番茄生理特性、果实品质及产量的影响。结果表明:不同种类的生物降解高分子缓控释肥可以不同程度地提高番茄叶片叶绿素含量、叶片硝酸还原酶活性以及根系活力;生物降解高分子缓控释肥不仅对番茄的品质有明显的改善作用,而且还可以提高番茄的产量,生物降解高分子缓控释氮磷钾肥和生物降解高分子缓控释微肥效果可以分别增产75.39%和64.72%。

生物降解高分子缓释肥在多金属污染土壤中的固定化研究

通过番茄盆栽试验研究了含有营养元素氮磷钾的生物降解高分子缓释肥(SRPFNPK)和具有吸水功能的生物降解高分子缓释肥(SRPFWA)对弱碱性多金属污染土壤植株稳定性的影响。结果表明,两种缓释肥处理后的土壤,养分含量、有机质含量、酶活性比空白对照土壤显著增加,土壤中Cu、Zn、Cd、Pb的有效态含量分别比空白对照土壤降低92.32%～99.10%、81.15%～96.06%、53.95%～78.51%、94.27%～99.05%;相关分析显示土壤有效磷含量、有机质含量与Cu、Zn、Cd、Pb的有效态含量呈负相关关系。与空白对照土壤相比,番茄产量显著增加,且重金属在番茄各组织内的累积量显著降低,其中果实中Cu、Cd的含量均低于食品安全标准和食品污染物限量标准。

土壤温度、土壤含水量对高分子缓释肥养分释放及土壤酶活性的影响

采用土壤培养的方法研究土壤温度、土壤相对含水量对高分子缓释肥氮、磷、钾素释放特性及土壤相关酶活性的影响。结果表明,在(25±0.5)℃和(35±0.5)℃下,40%(PRF40)和60%(PRF60)相对含水量的土壤能够显著提高高分子缓释肥氮素和磷素的释放量,随着土壤含水量的增大,高分子缓释肥氮素和磷素释放量减小,氮磷的释放快慢顺序为PRF60>PRF40>PRF80>PRF100,钾素释放受土壤含水量和温度影响不明显,且氮、磷、钾素释放曲线均可用对数方程描述;土壤含水量下降能够有效提高土壤脲酶和碱性磷酸酶活性,并且促进高分子缓释肥氮、磷素释放。相同土壤含水量下,土壤脲酶活性35℃显著高于25℃,而土壤碱性磷酸酶活性35℃低于25℃。

改性石墨对天然橡胶复合材料导热性能的影响

研究表面活性剂或不同偶联剂对石墨改性效果以及石墨用量对天然橡胶(NR)复合材料物理性能、导热性能及微观结构的影响。结果表明:偶联剂Si69对石墨的改性效果最好,石墨呈现亲油性;与未改性石墨填充NR复合材料相比,偶联剂Si69改性石墨填充NR复合材料中石墨与NR间的界面相容性得到改善,物理性能和导热性能提高;随着偶联剂Si69改性石墨用量的增大,复合材料导热性能提高,物理性能先提高后下降。当改性石墨用量为30份时,复合材料的综合性能较好。

原位制备还原氧化石墨烯增强环氧树脂基复合材料及其形状记忆性能

采用原位法制备不同含量还原氧化石墨烯(r GO)/环氧树脂(EP)复合材料。研究r GO含量对r GO/EP复合材料力学性能和形状记忆性能的影响。结果表明,通过溶剂热还原,填充到环氧树脂单体中的GO原位还原成r GO,并可均匀分散在EP基体中。该复合材料的拉伸强度、弹性模量和储能模量均随r GO含量增加呈先升后降态势,在w(r GO)=0.2%(相对于环氧树脂的质量而言)时相对最大;随着r GO含量增加,复合材料的玻璃化转变温度随之增加。当w(r GO)=0.6%时,玻璃化转变温度Tg相对纯环氧树脂提高约45℃,达到102℃,热稳定性显著提高。相应的复合材料具有良好的形状记忆性能,变形可以完全恢复,且r GO/EP复合材料相对纯环氧树脂具有更高的形状固定率与形状恢复温度。

尼龙6/季铵盐/蒙脱土复合材料介观-宏观模拟

采用耗散粒子动力学(DPD)和有限元分析方法(FEM)对十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和十八烷基三甲基氯化铵(OTAC)改性蒙脱土(MMT)的尼龙6(PA6)/季铵盐(Quat)/MMT纳米复合材料进行了研究。通过将分子动力学(MD)模拟得到的非键相互作用能转化为介观DPD模拟中的各珠子间的相互作用参数,用DPD模拟方法研究了共混物的介观形貌。通过将DPD模拟得到的介观形貌转化为宏观模拟中有限元分析(FEM)的输入结构,采用FEM方法预测了共混物的力学性能。FEM分析结果表明,共混物为各向异性材料,在zz方向的拉伸模量(E)与文献值基本一致,且比垂直于zz方向(xx和yy方向)的低得多。

细菌微生物对高分子缓控释化肥降解性能的影响

[目的]研究细菌微生物对高分子缓控释化肥降解性能的影响。[方法]以尿素、甲醛、磷酸二氢钾为原料,制备出高分子缓控释化肥。通过在淤泥中分离培养细菌微生物,同时与高温灭菌土做对比。[结果]与高温灭菌土相比,高分子缓控释化肥在细菌微生物的作用下,具有更快的养分释放速度和更高的失重率,80 d后分别达到98%和88%;SEM照片显示,在微生物的作用下,高分子缓控释化肥表面产生很多孔洞。[结论]该高分子缓释肥是一种可生物降解肥,是一种绿色化肥。