聚酰亚胺纤维增强聚二甲基硅氧烷柔性复合膜的热力学性能

作     者：黄耀丽 陆诚 蒋金华 陈南梁 邵慧奇 HUANG Yaoli;LU Cheng;JIANG Jinhua;CHEN Nanliang;SHAO Huiqi

作者机构：东华大学产业用纺织品教育部工程研究中心上海201620 东华大学纺织学院上海201620 东华大学纺织科技创新中心上海201620 

出 版 物：《纺织学报》 (Journal of Textile Research)

年 卷 期：2022年第43卷第6期

页      面：22-28页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2016YFB0303300) 上海市自然科学基金项目(20ZR1401600,20ZR1400600) 中央高校基本科研业务费专项资金项目(2232020D-09,2232020G-06)。 

主　　题：聚酰亚胺纤维 热稳定性能 热膨胀系数 力学性能 有限元模拟 复合材料 聚二甲基硅氧烷 

摘      要：针对纤维增强柔性膜在服役过程中的热形变规律和可能出现的热力学问题,以聚酰亚胺(PI)纤维为增强体、聚二甲基硅氧烷(PDMS)为基体通过刮刀涂层的方法制备PI纤维增强PDMS柔性复合膜。利用热重分析仪研究了复合膜的热稳定性能,采用万能材料试验仪和热机械分析仪讨论了取向增强纤维线密度和铺层密度对复合膜力学性能和热膨胀系数的影响;采用COMSOL软件模拟分析了纤维取向增强复合膜的热膨胀变形机制。结果表明,复合膜在300℃时质量损失率仅为1.22%,表明其在低于300℃的环境中较稳定;随纤维铺层密度和线密度的增大,断裂强度和弹性模量逐渐增大;热膨胀系数逐渐降低,且均呈现负膨胀特点,这说明聚酰亚胺纤维取向增强可有效调节复合膜的尺寸稳定性。模拟与实验结果具有较好一致性,模型可用于预测优化PI纤维增强复合膜的热膨胀系数。