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环氧树脂基复合材料加筋板结构吸湿行为研究

北京航空航天大学学报 2021年第9期47卷 1908-1917页

作者：喻健何宇廷冯宇马斌麟张腾杨飞空军工程大学航空航天工程学院西安710038 中国人民解放军94795部队南通226500 西北工业大学航空学院西安710072 贵州航天天马机电科技有限公司遵义563000

环氧树脂基复合材料的性能对湿热环境敏感,掌握该材料所组成结构的吸湿行为对其实际应用具有重要意义。通过以碳纤维环氧树脂基复合材料层合板的non-Fickian吸湿模型为基础,建立环氧树脂基复合材料加筋板结构的non-Fickian吸湿模型,在70... 详细信息

环氧树脂基复合材料的性能对湿热环境敏感,掌握该材料所组成结构的吸湿行为对其实际应用具有重要意义。通过以碳纤维环氧树脂基复合材料层合板的non-Fickian吸湿模型为基础,建立环氧树脂基复合材料加筋板结构的non-Fickian吸湿模型,在70℃/85%RH湿热条件下开展加筋板结构的吸湿实验,对所建立模型进行验证,并与已有的加筋板吸湿模型进行对比,通过所建立模型给出了加筋板沿厚度方向的吸湿量分布规律。结果表明:所建立加筋板non-Fickian吸湿模型的计算结果与实验结果吻合良好,在整个吸湿阶段相对误差小于5%,模型的预测精度高于传统Fick模型。所建立的加筋板non-Fickian吸湿模型可用于环氧树脂基复合材料加筋板层合结构吸湿量的准确预测。

关键词：复合材料加筋板结构吸湿行为 non-Fickian行为有限元仿真

超高分子量聚乙烯纤维/环氧复合材料的吸湿行为及吸湿应力分析

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复合材料学报 2013年第5期30卷 151-158页

作者：曾庆敦何文佳华南理工大学土木与交通学院广州510640

为了揭示超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维增强环氧树脂基复合材料的吸湿机制,利用ABAQUS有限元软件,建立二维模型,对此类复合材料的吸湿行为及吸湿应力进行研究。模拟计算了两种不同纤维分布模型内部的水分浓度场分布;根据获得的水分浓度... 详细信息

为了揭示超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维增强环氧树脂基复合材料的吸湿机制,利用ABAQUS有限元软件,建立二维模型,对此类复合材料的吸湿行为及吸湿应力进行研究。模拟计算了两种不同纤维分布模型内部的水分浓度场分布;根据获得的水分浓度场,对两种模型随温度及时间变化的吸湿应力场进行了分析。结果表明:水分在两种模型中的扩散都符合Fick扩散定律,纤维按正六边形分布模型比纤维随机分布模型更早达到吸湿平衡,但后者更符合实际情况,也与实验结果比较吻合;长时间的吸湿会导致材料内部吸湿应力达到很高的水平(>60MPa),温度越高,越早达到吸湿平衡,应力越大,最大的吸湿应力出现在纤维聚集最密集的基体区域,纤维随机分布模型的吸湿应力水平高于纤维按正六边形分布模型。

关键词：超高分子量聚乙烯纤维复合材料吸湿行为吸湿应力 ABAQUS 有限元法

吸湿环境对石英纤维增强环氧树脂面板/PMI泡沫夹层结构复合材料吸湿行为的影响

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国防科技大学学报 2019年第5期41卷 193-198页

作者：刘钧边佳燕鲍铮周远明国防科技大学空天科学学院

研究了不同温度、湿度环境下,夹层结构石英纤维增强环氧树脂面板/PMI泡沫夹层结构复合材料及其芯材和面板的吸湿规律。将石英纤维增强环氧树脂面板、PMI泡沫、复合材料面板/PMI泡沫夹层结构试样在不同吸湿环境中进行吸湿处理后,对其吸... 详细信息

研究了不同温度、湿度环境下,夹层结构石英纤维增强环氧树脂面板/PMI泡沫夹层结构复合材料及其芯材和面板的吸湿规律。将石英纤维增强环氧树脂面板、PMI泡沫、复合材料面板/PMI泡沫夹层结构试样在不同吸湿环境中进行吸湿处理后,对其吸湿行为进行分析。结果表明:浸水环境下面板、PMI泡沫、PMI泡沫夹层结构复合材料都表现出更为严重的吸湿行为;在潮湿环境中,50℃至70℃范围内,温度越高,试样在吸湿过程中的质量损失越多,最终的饱和吸湿率越小;在60℃以内的潮湿环境中,PMI泡沫夹层结构复合材料的饱和吸湿率可以通过相同环境下面板复合材料和PMI泡沫的吸湿率进行预测。

关键词：石英纤维增强环氧树脂复合材料 PMI泡沫夹层结构吸湿行为

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界面对三维编织复合材料的吸湿行为的影响

高分子材料科学与工程 2003年第5期19卷 108-111页

作者：陈贵才王玉林万怡灶黄远周福刚天津大学材料科学与工程学院天津300072

研究了不同界面结合状况的三维编织炭纤维增强环氧树脂复合材料的吸湿行为,通过对炭纤维表面氧化处理提高了复合材料的界面结合强度。对复合材料的断口和吸湿复合材料的表观形貌进行了SEM观察。结果表明,吸湿过程满足Fick扩散;强界面结... 详细信息

研究了不同界面结合状况的三维编织炭纤维增强环氧树脂复合材料的吸湿行为,通过对炭纤维表面氧化处理提高了复合材料的界面结合强度。对复合材料的断口和吸湿复合材料的表观形貌进行了SEM观察。结果表明,吸湿过程满足Fick扩散;强界面结合抑制了三维编织复合材料吸湿,降低了水的扩散系数。

关键词：界面三维编织复合材料吸湿行为炭纤维表面氧化处理

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含盐加气混凝土吸湿行为的实验研究

建筑科学 2023年第6期39卷 10-17页

作者：何建李琼孟庆林任鹏黎珊吴昊天华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室广东广州510640 华南理工大学建筑学院广东广州510640

在盐雾的影响下,滨海建筑墙体常常受到盐分的侵入。墙体含盐后,湿物理性质会发生改变并进而影响到建筑能耗。获取含盐多孔建筑材料的吸湿行为是滨海建筑节能研究的前提。本文对不同含盐量的加气混凝土在不同湿度环境下的吸湿行为进行了... 详细信息

在盐雾的影响下,滨海建筑墙体常常受到盐分的侵入。墙体含盐后,湿物理性质会发生改变并进而影响到建筑能耗。获取含盐多孔建筑材料的吸湿行为是滨海建筑节能研究的前提。本文对不同含盐量的加气混凝土在不同湿度环境下的吸湿行为进行了测试。实验共有4个含盐量工况和8个环境湿度工况,连续监测了95 d。实验结果表明:1)盐分对加气混凝土平衡含湿量的影响随环境湿度的增大而增大。以环境相对湿度75.5%为分界线,在分界线以下盐分对平衡含湿量的影响较小,与均一性误差为同一数量级;在分界线以上盐分的存在可以使平衡含湿量增大2倍以上;2)盐分的存在使得试件需要经历更长时间才能吸湿平衡。当试件含盐量为0.87%、环境相对湿度为97.6%时,试件吸湿平衡所需时间在90天以上。

关键词：多孔建筑材料盐吸湿行为平衡含湿量

常用固体制剂辅料吸湿行为及3种中药制剂防潮工艺研究

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常用固体制剂辅料吸湿行为及3种中药制剂防潮工艺研究

作者：张青铃福建中医药大学

学位级别：硕士

目的:测定28种常用固体制剂辅料的吸湿行为,优选复方板蓝根利咽颗粒、小儿补肾固表颗粒、平脂胶囊3种中药制剂的防潮辅料及制粒工艺路线,比较干法、挤出、流化3种制粒工艺对中药浸膏颗粒粉体学性质的影响,为中药固体制剂防潮工艺提供依... 详细信息

目的:测定28种常用固体制剂辅料的吸湿行为,优选复方板蓝根利咽颗粒、小儿补肾固表颗粒、平脂胶囊3种中药制剂的防潮辅料及制粒工艺路线,比较干法、挤出、流化3种制粒工艺对中药浸膏颗粒粉体学性质的影响,为中药固体制剂防潮工艺提供依据。方法:1.以静态吸附称重法测定28种44个辅料、3种制剂的28个含辅料浸膏粉、3种制粒工艺的21个制剂颗粒在25℃(下同)6.0%～100.0%RH下0、24、48、72、96、120 h的含水率,每隔24 h计算平均吸湿速率,其不超过0.3 mg·g·h时为吸湿平衡;以相关系数(R)、残差平方和(RSS)、赤池信息准则(AIC)为指标,用origin Pro8.0软件,拟合样品68.9%RH下120 h的吸湿动力学曲线和6.0%～100.0%RH下120 h的吸湿等温曲线的数学模型。2.以6.0%～81.0%RH之间120 h吸湿等温曲线下面积(AUHIC)评价样品吸湿性;分别对6.0%～100.0%RH下120 h吸湿等温曲线两侧作直线拟合,以两直线交点横坐标为临界相对湿度(CRH);以《中国药典》辅料、颗粒剂、胶囊剂水分限度预测其限度相对湿度(LRH)。3.参考《中国药典》相应方法,测定21个制剂颗粒的粒度分布、比表面积、孔体积、孔半径、休止角、堆密度等粉体学性质参数。结果:1.44个辅料、28个含辅料浸膏粉、21个制剂颗粒:初始含水率分别为0.07%～13.16%、0.74%～2.60%、1.44%～4.48%;6.0%～100.0%RH下120 h含水率分别为0.00%～54.42%、0.15%～47.52%、0.58%～48.36%。2.在6.0%～81.0%RH120 h内,除聚维酮K30外其余43个辅料吸湿平衡;除干法、挤出、流化小儿蔗糖颗粒和流化平脂羟丙甲纤维素E6颗粒外,其余17个制剂颗粒吸湿平衡。在100.0%RH120 h内18个辅料吸湿平衡,其余26个辅料吸湿未平衡。所有21个制剂颗粒在92.5%RH和100.0%RH 120 h内吸湿未平衡。3.68.9%RH下120 h的吸湿动力学曲线最优模型:44个辅料为SWeibull2(16个)、SWeibull1(12个)、一级过程(9个)、双指数(4个)、一元二次曲线(3个);28个含辅料浸膏粉为SWeibull2(16个)、双指数(9个)、SWeibull1(3个);21个制剂颗粒为SWeibull2(11个)、双指数(6个)、SWeibull1(4个);所有样品的常见模型均是威布尔分布。所有样品在6.0%～100.0%RH下120 h的吸湿等温曲线最优模型均为Peleg方程。4.以AUHIC优选防潮制粒工艺路线分别为:复方板蓝根利咽颗粒和小儿补肾固表颗粒均为以乳糖为辅料的流化床或干法制粒,平脂胶囊为以山嵛酸甘油酯为辅料的干法或挤出制粒,或以无水磷酸氢钙为辅料的干法制粒。5.44个辅料和21个制剂颗粒的LRH分别为1.6%～100.0%和40.2%～68.9%。6.32个辅料的CRH为40.6%RH～94.4%RH,12个辅料无CRH。复方板蓝根利咽颗粒、小儿补肾固表颗粒、平脂胶囊的含辅料浸膏粉的CRH分别为65.8%～68.8%、64.6%～68.7%、66.1%～68.7%;制得颗粒的CRH分别为69.7%～71.5%、65.2%～71.1%、65.5%～66.9%。7.3种制粒工艺对中药制剂颗粒AUHIC的降低率不同,分别为:挤出利咽糊精b颗粒7.06%、流化利咽乳糖b颗粒25.00%、干法小儿蔗糖颗粒11.47%、流化小儿乳糖b颗粒16.16%、流化平脂羟丙甲纤维素E6b颗粒6.11%、干法平脂无水磷酸氢钙b颗粒4.23%、干法平脂山嵛酸甘油酯b颗粒6.51%。可见3种制粒工艺对3种制剂颗粒吸湿性的影响不同,说明3种制剂颗粒吸湿性与浸膏粉和辅料的吸湿性及制粒工艺相关。8.3种制粒工艺所得21个颗粒的个数平均粒径(为90.0～381.5μm)从大到小排序为挤出>流化>干法,粒度跨度(为1.9～2.9)和堆密度(为0.29～0.74 g·m L)均为干法>挤出>流化,比表面积(为0.03～1.19 m·g)和休止角(为26.28～40.41°)均为干法>流化>挤出,孔体积(为0.26～8.46μL·g)和孔半径(为8.79～60.91 nm)与制粒工艺的相关性不明显。结论:本文测定了辅料、含辅料浸膏粉、3种制粒工艺所得颗粒的吸湿行为,包括含水率变化规律、吸湿平衡时间、吸湿动力学曲线模型、吸湿等温曲线模型、AUHIC、LRH、CRH等,优选了3种制剂的防潮辅料及制粒工艺,为中药制剂防潮工艺研究提供参考。本文创建了AUHIC数字化表征和评价物料吸湿性的强弱。并根据吸湿等温曲线,以《中国药典》水分限度预测产品包装内环境可以达到的最

关键词：中药固体制剂辅料吸湿行为防潮工艺吸湿等温曲线下面积

硬挺整理织物的吸湿行为以及吸湿诱导回软机理的研究

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硬挺整理织物的吸湿行为以及吸湿诱导回软机理的研究

作者：李永祥浙江理工大学

学位级别：硕士

环保型硬挺整理剂是一种无甲醛释放、绿色安全的整理剂,具有优良的初期硬挺整理效果和存储稳定性等特点,广泛应用于窗帘、箱包以及特种整理等领域,具有极高的应用价值。然而,硬挺整理后的织物在存储过程中通常会由于纤维或硬挺整理剂胶... 详细信息

环保型硬挺整理剂是一种无甲醛释放、绿色安全的整理剂,具有优良的初期硬挺整理效果和存储稳定性等特点,广泛应用于窗帘、箱包以及特种整理等领域,具有极高的应用价值。然而,硬挺整理后的织物在存储过程中通常会由于纤维或硬挺整理剂胶膜等对水分子的吸收而导致手感回软的问题。因此,如何避免和减少硬挺整理织物的手感回软问题已成为该领域的研究重点之一。尽管手感回软现象普遍存在于环保型硬挺整理剂的整理加工过程中,但目前尚未对回软机理进行有效的研究,且无法准确定量的判断手感回软的程度。因此,定量判断硬挺整理织物回软程度,理解回软机理,并有针对性地设计抑制织物回软的方法,对于提升硬挺整理织物的性能有重要的实际意义。首先,本文研究了聚醋酸乙烯酯（PVAc）硬挺整理涤纶织物在不同储存环境中的吸湿行为。通过重量法测定了 PVAc硬挺整理涤纶织物吸湿过程以及不同环境条件下的吸湿率。采用Freundlich和Langmuir等温吸附模型对PVAc硬挺整理涤纶织物的吸湿等温曲线进行拟合研究,发现水分子吸附过程更符合Freundlich的多层物理吸附模型。采用准一阶动力学方程和准二阶动力学方程来对吸湿过程进行拟合研究。发现纯涤纶织物的吸湿过程更符合准一阶动力学方程,水分子在纤维表面表现为简单的物理吸附过程;PVAc硬挺整理涤纶织物的吸湿过程更符合准二阶动力学方程,PVAc整理后涤纶织物经历了包括水分子在纤维表面的吸附、在整理剂胶膜表面的吸附以及向内部扩散等复杂过程。最后,根据模型拟合得出了 PVAc硬挺整理涤纶织物的吸湿机理。基于PVAc硬挺整理涤纶织物的吸湿行为的研究,测定未吸湿时的织物手感值,以及吸湿不同时间后织物的手感值,建立了一种可用于评价手感回软程度的新方法。验证实验表明,该方法适用于不同硬挺整理剂整理的棉和涤纶织物手感回软程度的评价。研究了 PVAc硬挺整理涤纶织物吸湿回软的机理。通过扫描电镜（SEM）表征吸湿前后织物的微观形貌,发现在吸湿后出现了 PVAc硬挺整理剂胶膜与涤纶纤维间的界面破坏以及纤维间粘接破坏;通过差示扫描量热法（DSC）和邵氏硬度计表征了硬挺整理剂胶膜吸湿后的Tg和邵氏硬度值,发现吸湿后硬挺剂胶膜的rg和邵氏硬度值均出现了下降。吸湿-干燥循环实验中,完全未吸湿的涤纶硬挺整理织物具有较高韧性值（116）,在后续吸湿循环过程中,重新干燥后的织物韧性值保持在107左右,而循环中吸湿后未经干燥的织物韧性值保持在102左右,即织物在第一次吸湿过程中存在不可恢复的韧性值下降现象。织物撞击-破坏实验表明,硬挺整理剂胶膜与涤纶纤维间界面破坏以及纤维间粘接破坏会导致韧性值的下降,并且不可恢复。因此,PVAc硬挺整理涤纶织物吸湿回软现象由可逆的硬挺剂胶膜硬度下降以及不可逆的纤维与胶膜间结合方式的破坏所引起。进一步研究了聚丙烯酸酯（PAcr）硬挺整理棉织物的吸湿回软机理。研究发现,棉织物属于高吸湿性织物,采用智能风格仪测试时发现其吸湿过程中会出现韧性值下降。DSC和邵氏硬度计结果显示,与PVAc胶膜相似,吸湿后PAcr硬挺整理剂胶膜的rg和邵氏硬度值均出现了下降。SEM表明PAcr硬挺整理剂胶膜与棉纤维间未出现界面破坏以及纤维间的粘接破坏。而在吸湿-干燥循环实验中,织物样品初始未吸湿条件下的韧性值和循环中经吸湿后干燥的样品的韧性值始终保持一致,表明其手感回软可以通过干燥过程得到恢复。因此,造成PAcr硬挺整理剂整理棉织物手感回软的原因主要是水分对硬挺剂胶膜以及棉纤维的可逆增塑作用。本论文提出了一种水分子在硬挺整理织物表面分布状态模型,并在此基础上建立了一种新的硬挺整理织物吸湿回软评价方法,解决了工业中无法对硬挺整理织物手感回软进行准确、定量评价的难题。在吸湿行为的基础上得出了 PVAc硬挺整理涤纶织物以及PAcr硬挺整理棉织物的吸湿回软机理,对实际生产中织物手感回软现象的抑制和新型硬挺整理剂的开发具有启发意义。

关键词：硬挺整理织物手感回软吸湿行为评价方法吸湿回软机理

不同温度下CF/PPESK复合材料吸湿老化行为有限元分析

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材料保护 2025年第1期58卷 75-81页

作者：李昱鹏佟野雷明凯大连理工大学材料科学与工程学院表面工程实验室辽宁大连116024

聚芳醚砜酮(PPESK)复合材料可作为耐高温涂料、耐磨自润滑材料被广泛用于核电装备零部件防护。为了研究温度对碳纤维增强聚芳醚砜酮(CF/PPESK)复合材料吸湿老化行为的影响,建立二维复合材料模型,利用ABAQUS对25℃和100℃条件下CF/PPESK... 详细信息

聚芳醚砜酮(PPESK)复合材料可作为耐高温涂料、耐磨自润滑材料被广泛用于核电装备零部件防护。为了研究温度对碳纤维增强聚芳醚砜酮(CF/PPESK)复合材料吸湿老化行为的影响,建立二维复合材料模型,利用ABAQUS对25℃和100℃条件下CF/PPESK复合材料的吸湿行为及吸湿应力分布规律进行研究。根据获得的水分浓度场数据,对CF/PPESK复合材料随温度及时间变化的吸湿应力场进行了分析。结果表明:水分在CF/PPESK复合材料的扩散过程基本满足Fick扩散定律;温度越高,达到吸湿平衡越快,吸湿应力越大,当高温状态长时间吸湿导致材料内部饱和吸湿时,最大应力达到140.2 MPa,最大吸湿应力出现在纤维排列间距最近的基体区域。

关键词： ABAQUS 碳纤维增强聚芳醚砜酮复合材料吸湿行为吸湿应力

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5种淀粉类辅料吸湿行为初步研究

海峡药学 2018年第12期30卷 13-16页

作者：江峰厦门大学附属第一医院厦门361003

目的初步研究5种淀粉类辅料的吸湿行为,为防潮辅料优选及其生产包装储存湿度提供依据。方法按相应方法,分别测定5种辅料在25℃9种相对湿度下的吸湿率,绘制吸湿率-时间曲线和平衡吸湿率-相对湿度曲线。结果糊精、可溶性淀粉、玉米淀粉、... 详细信息

目的初步研究5种淀粉类辅料的吸湿行为,为防潮辅料优选及其生产包装储存湿度提供依据。方法按相应方法,分别测定5种辅料在25℃9种相对湿度下的吸湿率,绘制吸湿率-时间曲线和平衡吸湿率-相对湿度曲线。结果糊精、可溶性淀粉、玉米淀粉、预胶化淀粉、羧甲淀粉钠等辅料在25℃(下同)、相对湿度3.5%～81.0%环境下放置120 h后,吸湿(含水量变化)均达平衡,其平衡吸湿率(平衡含水量)分别为2.26%～13.81%、1.62%～14.48%、2.15%～16.20%、1.62%～15.16%、1.58%～21.97%;在相对湿度100.0%环境下放置120h后,吸湿率(含水量)分别为27.44%、24.00%(平衡)、24.06%(平衡)、25.96%(平衡)、42.11%,其中可溶性淀粉、玉米淀粉、预胶化淀粉吸湿达到平衡,糊精、羧甲淀粉钠吸湿接近平衡;吸湿率-时间曲线和平衡吸湿率-相对湿度曲线均直观反映了5种辅料在9种相对湿度下的吸湿行为(含水量变化规律)。结论该研究初步表征了5种淀粉类辅料的吸湿行为,为防潮辅料优选及其生产包装储存条件提供参考。

关键词：辅料吸湿行为吸湿率平衡吸湿率含水量临界相对湿度