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玻纤增强尼龙MXD6复合材料制备与性能

工程塑料应用 2023年第1期51卷 17-21页

作者：蒋爱云刘学文闫盼盼马晓星胡天辉黄河科技学院郑州450000 株洲时代工程塑料科技有限责任公司湖南株洲412000 郑州市纤维增强高分子基复合材料重点实验室郑州450063

由于聚己二酰间苯二甲胺(PA MXD6)优异的阻隔性能、力学性能、耐热性及低吸水性能,在包装材料领域获得了广泛的应用。为了进一步拓展其在工程塑料领域的应用范围,采用熔融共混挤出改性的方法,制备了一系列玻璃纤维(GF)增强PA MXD6复合材... 详细信息

由于聚己二酰间苯二甲胺(PA MXD6)优异的阻隔性能、力学性能、耐热性及低吸水性能,在包装材料领域获得了广泛的应用。为了进一步拓展其在工程塑料领域的应用范围,采用熔融共混挤出改性的方法,制备了一系列玻璃纤维(GF)增强PA MXD6复合材料,考察了GF含量对PA MXD6/GF复合材料的熔融结晶行为、热变形温度、力学性能、表面性能的影响。结果表明,在实验范围内,复合材料的力学性能随GF含量的增加而提高,当GF分数为50%时,拉伸强度、弯曲强度、弯曲弹性模量较PA MXD6树脂分别提高了136%,133%,240%;同时PA MXD6/GF材料表现出优异的外观、良好的尺寸稳定性和耐热性能。本研究为PA MXD6树脂作为工程塑料,在汽车、家电、水面汽艇和水电工程等领域实现广泛应用,提供了关键力学性能数据支撑。

关键词：尼龙MXD6 玻纤复合材料热变形温度结晶温度

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密度法测定有机硅玻纤复合材料的树脂含量

计量学报 2021年第7期42卷 950-955页

作者：吕辉马开宝梁旭蔡晨刘新荀其宁龚维姚旭霞中国兵器工业集团第五三研究所山东济南250031 中国兵器工业集团第五三研究所余姚分所浙江余姚315400

灼烧法是玻纤复合材料树脂含量测定的常用方法,对于有机硅树脂类的玻纤复合材料,不能通过灼烧完全去除掉树脂基,因此灼烧法不适用。密度法是通过测定玻纤、样品和树脂的密度计算出其树脂含量。采用密度法和灼烧法对同一批玻纤复合材料... 详细信息

灼烧法是玻纤复合材料树脂含量测定的常用方法,对于有机硅树脂类的玻纤复合材料,不能通过灼烧完全去除掉树脂基,因此灼烧法不适用。密度法是通过测定玻纤、样品和树脂的密度计算出其树脂含量。采用密度法和灼烧法对同一批玻纤复合材料进行树脂含量的测定,通过比较两种方法的测试结果以及不确定度可以得到:密度法的树脂含量为40.8%,灼烧法树脂含量为38.6%;密度法的扩展不确定度为1.2%,灼烧法的扩展不确定度为0.3%。密度法较之灼烧法,测试准确度略低,但可以适用于有机硅树脂玻纤复合材料的树脂含量测定并可以满足其指标要求。因此,密度法可以替代灼烧法对样品进行测试,但需要严格把控实验过程以提高测试结果的准确性。

关键词：计量学密度法有机硅玻纤复合材料树脂含量不确定度

碳纤维粉改性环氧树脂基玻纤复合材料力学性能研究

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功能材料 2020年第11期51卷 11103-11109页

作者：张颖刘晓峰阎述韬李鑫天津城建大学材料科学与工程学院天津300384 天津市土木建筑结构防护与加固重点实验室天津300384 天津城建大学土木工程学院天津300384

环氧树脂基玻璃纤维复合材料因其力学性能好、制备简单、成本低得到了广泛应用。然而,玻璃纤维复合材料与碳纤维复合材料相比存在强度和弹性模量较低的问题,在一定程度上限制了其在一些领域的应用。在环氧树脂中添加碳纤维粉,制备了碳... 详细信息

环氧树脂基玻璃纤维复合材料因其力学性能好、制备简单、成本低得到了广泛应用。然而,玻璃纤维复合材料与碳纤维复合材料相比存在强度和弹性模量较低的问题,在一定程度上限制了其在一些领域的应用。在环氧树脂中添加碳纤维粉,制备了碳纤维粉改性环氧树脂基玻纤复合材料,并研究了碳纤维粉尺寸及掺量对复合材料拉伸性能和弯曲性能的影响。结果表明,向环氧树脂中添加碳纤维粉能明显改善复合材料的拉伸性能和弯曲性能;随着碳纤维粉掺量的增加,材料的拉伸强度和弯曲强度均呈现先增大后减小的趋势;添加质量掺量20%的1000目碳纤维粉的玻纤复合材料的强度提升最大,与不掺碳纤维粉的玻纤复合材料相比,其拉伸强度提高67%,弯曲强度提高92%。因此,利用碳纤维粉改性环氧树脂,可以以相对较低的成本改善玻纤复合材料的力学性能,有望进一步扩展玻纤复合材料的应用。

关键词：玻纤复合材料碳纤维粉拉伸性能弯曲性能

玻纤复合材料厚板三维完整本构性能表征试验技术

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直升机技术 2021年第3期 49-54页

作者：左艳辉刘刘海装武汉局驻南昌地区军事代表室江西南昌330000 北京理工大学宇航学院北京100081

直升机无轴承旋翼柔性梁或桨叶根部大梁等高强玻璃纤维复合材料厚截面层板典型结构承受三向矩等复杂面外载荷。论文基于上述典型结构的三维应力分析的工程需求,开展了数字图像相关技术辅助的复合材料单向板短梁剪切试验规范化研究。基... 详细信息

直升机无轴承旋翼柔性梁或桨叶根部大梁等高强玻璃纤维复合材料厚截面层板典型结构承受三向矩等复杂面外载荷。论文基于上述典型结构的三维应力分析的工程需求,开展了数字图像相关技术辅助的复合材料单向板短梁剪切试验规范化研究。基于规范的试验方法,开展了AC318环氧/S_(6)C_(10)高强玻璃纤维复合材料厚板结构完整三维应力-应变本构关系表征,并与基于现有拉伸、压缩、面内剪切和层间剪切等标准试验方法得到的力学性能参数进行了对比分析,验证了规范的短梁剪切试验方法获得的复合材料厚板三维本构性能参数的有效性、完整性和高效性。

关键词：玻纤复合材料厚板数字图像相关三维本构

高阻燃性能乙烯基树脂玻纤复合材料的设计制备与性能研究

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高阻燃性能乙烯基树脂玻纤复合材料的设计制备与性能研究

作者：张凤奇青岛大学

学位级别：硕士

乙烯基树脂玻纤增强复合材料的机械强度高、耐腐蚀性能突出,被广泛用于建筑领域、交通运输、仓储贮存等领域。但乙烯基树脂(VER)属于易燃材料,且玻纤(GF)影响树脂燃烧时炭层的形成和稳定,故而VER/GF复合材料极为易燃且难以阻燃。为此,... 详细信息

乙烯基树脂玻纤增强复合材料的机械强度高、耐腐蚀性能突出,被广泛用于建筑领域、交通运输、仓储贮存等领域。但乙烯基树脂(VER)属于易燃材料,且玻纤(GF)影响树脂燃烧时炭层的形成和稳定,故而VER/GF复合材料极为易燃且难以阻燃。为此,人们致力于发展高阻燃VER/GF:(1)通过物理共混将阻燃助剂加入VER预聚物中(即“添加型”);(2)将阻燃元素或基团引入VER链段中(即“本征型”);(3)将高效阻燃体系沉积到玻纤表面,以之制备“界面”阻燃VER/GF。但已有报道存在阻燃助剂合成路线复杂、阻燃效率不高等问题,且往往在提升阻燃性能的同时难以兼顾材料的其他重要性能。为此,本文从含磷酸与含双键有机胺、氨基硅烷偶联剂出发,通过简单的酸碱中和反应制备几种含磷酸盐,将之作为树脂阻燃交联剂或玻纤表面阻燃剂制备阻燃GF,进而获取本体或界面阻燃VER/GF,系统研究所得阻燃VER及VER/GF的阻燃、力学性能及热分解、燃烧行为等,着重探讨含磷酸盐对VER及VER/GF的阻燃和力学性能的影响机制。本工作可为发展高阻燃VER复合材料开拓了一种新思路,为获取兼具优良阻燃性能和力学强度的VER复合材料提供了一种新途径。本论文获得的主要研究结果如下:1、通过二苯并[c,e][1,2]氧代次膦酸(DOPA)和二烯丙基胺(DAA)间的酸碱中和反应,合成含DOPO的二烯丙基铵盐(DAADOP),将之作为VER的阻燃交联剂制备阻燃VER及其GF复合材料。研究发现,DAADOP与VER的相容性优良且对树脂固化行为影响较小,所得树脂固化物及复合材料均匀稳定;DAADOP的烯基与VER共聚反应而使DOPO基团通过离子键引入VER中。仅加入10%的DAADOP,即可使所得树脂(DAADOP10/VER)的极限氧指数(LOI)由22.3%提升至36.6%,且GF复合材料(DAADOP10/VER/GF)的LOI值达到37.8%(VER/GF的LOI是24.0%)。锥形量热测试(CCT)中,DAADOP10/VER的热释放速率峰值(PHRR)、总热释放(THR)和总烟释放(TSP)较之参比样分别降低了40%、25%和19%,其复合材料的以上参数分别降低了9%、21%与3%。引入DAADOP,阻燃VER及其复合材料的初始热失重温度(T)与玻璃化温度(T)有所降低,拉伸强度有所降低、弯曲强度与层间剪切强度稍有提高而冲击强度则显著提升。通过热重红外(TG-IR)与热裂解-气相色谱/质谱测试(Py-GC/MS)分析了DAADOP/VER的热分解气相产物,发现DAADOP具备突出的气相效果。2、通过DOPA和1-乙烯基咪唑(VI)的中和反应制备常温下呈液态的含磷1-乙烯基咪唑盐(VIDOP),而后将之作为VER阻燃交联剂,制备阻燃VER及其GF复合材料。研究发现,VIDOP与VER的相容性优良且对树脂固化行为影响较小,VIDOP的烯基与VER共聚反应而使DOPO基团通过离子键引入VER中;VIDOP25/VER与其复合材料均通过垂直燃烧UL 94 V-0测试,LOI分别达到了32.1%与38.3%;CCT中,VIDOP25/VER的PHRR、THR与TSP较之参比样分别降低了52%、39%与22%,其复合材料的以上各参数分别降低了32%、22%与11%。阻燃树脂及复合材料的力学性能有所提升,VIDOP25/VER及其复合材料的弯曲强度、冲击强度较之参比样分别提高了30%、11%,其复合材料的弯曲强度、冲击强度与层间剪切强度较之参比样分别提高了11%、35%和27%。通过TG-IR与Py-GC/MS分析VIDOP/VER在气相中的热裂解产物,通过XPS分析凝聚相中的磷元素的含量与化学态,研究发现VIDOP在VER及VER/GF中兼具气相和凝聚相阻燃效果,其中气相阻燃效果更突出。3、通过硅烷偶联剂KH550(APTES)、VI与2.羧乙基苯基次磷酸(CEPPA)间的中和反应制备了含磷烯基咪唑盐修饰的硅烷偶联剂体系(ACV),通过溶胶凝胶技术将之沉积到玻纤表面,以之制备界面阻燃VER/GF,其中ACV可分别与玻纤和VER反应形成共价键。ACV对玻纤比重为10 wt.%时,所得复合材料(ACV10/VER/GF)的LOI值提升至56.6%,且达到UL 94 V-1级别;在CCT中,ACV10/VER/GF的PHRR与THR较之参比样分别下降了18%、9%。所得界面阻燃复合材料的热稳定性保持优良,ACV10/VER/GF在N中的初始热失重温度(T)达383.8℃(参比样为382.0℃);冲击与拉伸强度有所增强,而弯曲与层间剪切强度则有所下降,其中ACV10/VER/GF的冲击强度提升76%而层间剪切强度降低56%,归因于ACV的存在,纤维与VER之间更易滑动,此时会吸收冲击产生的能量,所以抗冲击强度增加,层间剪切强度降低。

关键词：阻燃乙烯基树脂玻纤复合材料含氮磷酸盐

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玻纤复合材料桨叶试件多轴数控加工研究

粘接 2020年第12期44卷 109-112页

作者：宋育红西安航空职业技术学院航空制造工程学院陕西西安710089

文章透过玻纤复合材料桨叶试件的叠层结构特性分析,根据其数控加工要求把控数控加工要点,进而采用三轴超声辅助数控加工装置,确定加工装置的基本组件及功能模块后,基于桨叶试件的不同规格,创新性的应用变参数加工方法,以玻纤复合材料与... 详细信息

文章透过玻纤复合材料桨叶试件的叠层结构特性分析,根据其数控加工要求把控数控加工要点,进而采用三轴超声辅助数控加工装置,确定加工装置的基本组件及功能模块后,基于桨叶试件的不同规格,创新性的应用变参数加工方法,以玻纤复合材料与金属材料各自的最优参数进行多轴数控加工,并通过实验分析,获知采用多轴数控加工装置及变参数工艺方法,可减少桨叶试件的毛刺、撕裂及孔壁粗糙度,达到了预期的数控加工效果。

关键词：玻纤复合材料桨叶超声波振动多轴数控加工

玻纤分布层合热塑性复合材料的力学性能及其失效行为

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华东理工大学学报（自然科学版） 2017年第4期43卷 465-473页

作者：张杨沈春银李宾方荀戴干策华东理工大学机械与动力工程学院上海200237 华东理工大学化学工程联合国家重点实验室上海200237

使用连续玻纤毡和玻纤网格布两种形态增强体,通过宏观不均匀增强体结构设计,在连续化运行的双钢带压机上制备得到了玻纤分布层合热塑性复合材料,探讨了玻纤增强体分布层合结构对复合材料力学性能及其失效破坏行为的影响。结果表明,玻纤... 详细信息

使用连续玻纤毡和玻纤网格布两种形态增强体,通过宏观不均匀增强体结构设计,在连续化运行的双钢带压机上制备得到了玻纤分布层合热塑性复合材料,探讨了玻纤增强体分布层合结构对复合材料力学性能及其失效破坏行为的影响。结果表明,玻纤增强体的宏观不均匀层合结构对复合材料的拉伸及弯曲性能的影响存在差异;连续玻纤毡位于外侧的分布层合结构能够抑制裂纹在垂直于拉力方向的扩展,层间分离的同时使更多的纤维束拔出断裂,显著改善了复合材料的拉伸性能;玻纤网格布位于外侧的分布层合结构则使其弯曲性能明显提高,外侧玻纤网格布中取向的玻纤呈现张力破坏使复合材料能够承受更高的弯曲载荷;分布层合结构中引入的玻纤网格布发挥了纤维束增韧作用,大幅提高了复合材料的冲击强度;与玻纤毡增强热塑料复合材料(GMT)相比,适宜的分布层合结构可使复合材料的拉伸及弯曲性能提高59%~76%、冲击强度提高53%。

关键词：玻纤复合材料增强体分布层合结构力学性能失效破坏

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桥梁涉水桩基玻纤复合材料加固系统应用研究

运输经理世界 2022年第32期 119-121页

作者：金斌陈琨江西交投嘉特信招标咨询有限公司江西南昌330108 江西嘉特信工程技术有限公司江西南昌330108

为能很好地克服水下环境的影响,对棠墅港大桥涉水桩基进行现场检测调查并分析主要病害成因,结合自主设计水下玻纤套筒加固系统进行针对性修复,阐述桥梁涉水桩基维修方案与维修过程,结果表明玻纤复合材料加固系统对于桥梁涉水桩基维修效... 详细信息

为能很好地克服水下环境的影响,对棠墅港大桥涉水桩基进行现场检测调查并分析主要病害成因,结合自主设计水下玻纤套筒加固系统进行针对性修复,阐述桥梁涉水桩基维修方案与维修过程,结果表明玻纤复合材料加固系统对于桥梁涉水桩基维修效果显著。最后结合国内水下玻纤套筒加固系统实际应用工程,探讨水下玻纤套筒加固系统应用前景和技术改进方向,为类似工程施工提供一定的借鉴经验。

关键词：桥梁涉水桩基玻纤复合材料水下玻纤套筒桩基修复

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硅烷偶联剂在玻纤复合材料中的应用及发展

有机硅材料 2022年第4期36卷 55-59页

作者：孙佳丽杨琴邱小魁汤伟强李泽生程驰安徽硅宝有机硅新材料有限公司安徽马鞍山238251

介绍了硅烷偶联剂在玻纤复合材料中的作用机理、适用类型、水解方法、使用方法以及应用现状,展望了玻纤用硅烷偶联剂的发展方向。

关键词：硅烷偶联剂玻纤复合材料应用现状发展方向