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成型工艺及铺层结构对CF/PPESK复合材料缺陷与力学性能的影响

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复合材料科学与工程 2024年

作者：王俞童乔越贾航张玉陈曦刘程蹇锡高大连理工大学化工学院高分子科学与材料系辽宁省高性能树脂材料专业技术创新中心大连市高性能树脂及加工应用工程研究中心

本文采用溶液浸渍法制备碳纤维增强杂萘联苯聚芳醚砜酮树脂基（CF/PPESK）预浸带，通过正交试验优化胶液浓度、湿法预浸工艺参数，当胶液浓度为20 wt%、辊轴转速7 r/min、带距宽度6.5 mm时，预浸带树脂体积含量为40.01%，面密度为218 g... 详细信息

本文采用溶液浸渍法制备碳纤维增强杂萘联苯聚芳醚砜酮树脂基（CF/PPESK）预浸带，通过正交试验优化胶液浓度、湿法预浸工艺参数，当胶液浓度为20 wt%、辊轴转速7 r/min、带距宽度6.5 mm时，预浸带树脂体积含量为40.01%，面密度为218 g/m2。通过真空模压成型制备CF/PPESK复合材料，通过相控阵超声C扫描和三点弯曲测试，探究不同成型工艺对准各向同性（QI）复合材料层合板缺陷及力学性能的影响规律，结果表明：当成型温度350 ℃、成型压力16 MPa时，QI层合板分层缺陷最少，其弯曲强度为345 MPa，模量为46 GPa；不同铺层结构复合材料层合板在250 ℃弯曲强度保持率为60%-62%。为提高CF/PPESK@QI复合材料层合板的弯曲性能，在树脂基体中引入大分子接枝改性碳纳米管（MWCNTs-P），不同铺层结构层合板弯曲强度分别提高了39%-46%，在250 ℃弯曲强度保持率为47%-52%。

关键词：热塑性树脂基复合材料杂萘联苯结构聚芳醚砜酮力学性能铺层结构成型工艺

成型温度对CF/PPEK复合材料的缺陷和力学性能影响

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复合材料科学与工程 2024年第3期 5-12页

作者：王孟刘程张玉贾航乔越蹇锡高大连理工大学化工学院高分子材料系大连116024 辽宁省高性能树脂材料专业技术创新中心大连116012

分别采用溶液浸渍法及真空热压成型法制备了连续碳纤维增强含杂萘联苯结构聚芳醚酮(CF/PPEK)预浸料和复合材料,对不同成型温度制备的复合材料进行了超声相控阵和三维X射线显微镜(XRM)无损检测,利用旋转流变仪、电子万能试验机、动态力... 详细信息

分别采用溶液浸渍法及真空热压成型法制备了连续碳纤维增强含杂萘联苯结构聚芳醚酮(CF/PPEK)预浸料和复合材料,对不同成型温度制备的复合材料进行了超声相控阵和三维X射线显微镜(XRM)无损检测,利用旋转流变仪、电子万能试验机、动态力学分析仪(DMA)、红外光谱仪(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、金相显微镜对CF/PPEK复合材料进行了表征,系统研究了成型温度对纤维的浸润质量以及复合材料孔隙率、弯曲行为和层间剪切性能的影响,通过力学性能分析和断口形貌表征研究了断裂机理及缺陷对其性能产生的影响。试验结果表明:成型温度为350℃时,CF/PPEK复合材料的弯曲模量和层间剪切强度分别为125 GPa和64 MPa;成型温度为360℃时,CF/PPEK复合材料的缺陷最少,弯曲强度可达1376 MPa;而370℃高温下,复合材料出现明显缺陷,各方面性能急剧下降。

关键词：碳纤维增强热塑性树脂基复合材料杂萘联苯结构聚芳醚酮成型工艺缺陷无损检测

含苯磺酸侧基杂萘联苯聚醚砜纳滤膜的制备与性能

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膜科学与技术 2024年第5期44卷 12-19页

作者：冯会美王丹慧徐培琦徐树刚李潮吕飞王旭昆张守海赛锡高大连理工大学化工学院辽宁省高性能树脂材料专业技术创新中心辽宁省高分子科学与工程重点实验室大连市膜材料与膜过程重点实验室大连116024

将含苯磺酸侧基杂萘联苯聚醚砜(SPPES-P-H)浸泡于氯化钠溶液中得到含苯磺酸钠侧基杂萘联苯聚醚砜(SPPES-P-Na),采用涂覆法制备含苯磺酸侧基杂萘联苯聚醚砜复合纳滤膜,考察聚合物浓度、热处理条件对复合纳滤膜性能的影响.结果表明,SPPES-... 详细信息

将含苯磺酸侧基杂萘联苯聚醚砜(SPPES-P-H)浸泡于氯化钠溶液中得到含苯磺酸钠侧基杂萘联苯聚醚砜(SPPES-P-Na),采用涂覆法制备含苯磺酸侧基杂萘联苯聚醚砜复合纳滤膜,考察聚合物浓度、热处理条件对复合纳滤膜性能的影响.结果表明,SPPES-P-Na复合纳滤膜的通量高于SPPES-P-H复合纳滤膜的通量;当SPPES-P-Na的质量分数为1.5%,热处理温度为100℃,热处理时间为30 min时,复合膜的水通量达到58.0 L/(m^(2)·h),Na_(2)SO_(4)的脱盐率为89.0%;当操作温度为95℃时,复合膜的水通量为205.0 L/(m^(2)·h),对Na_(2)SO_(4)的脱盐率为82.0%,表现出良好的耐热性;将复合膜在质量浓度0.2 g/L的次氯酸钠溶液中浸泡10 d,性能无明显变化,表现出优异的耐氯性.

关键词：含苯磺酸侧基杂萘联苯聚醚砜复合膜纳滤膜

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双酚S型含侧苯基杂环共聚醚砜的合成和性能

塑料工业 2024年第8期52卷 72-76,129页

作者：吕飞张守海徐培琦王丹慧徐树刚张瑛楠冯会美李潮王旭昆蹇锡高大连理工大学化工学院高分子材料系辽宁省高性能树脂材料专业创新中心辽宁省高分子科学与工程重点实验室大连市膜材料与膜过程重点实验室辽宁大连116024

为了开发耐高温、可溶解、易于功能化改性的聚芳醚砜,以4-(3-苯基-4-羟基苯基)-2,3-二氮杂萘-1-酮、4,4′-二羟基二苯砜和4,4′-二氯二苯砜为单体,采用高温溶液缩聚法合成一系列不同单体比例的含侧苯基杂环共聚醚砜(PPESS-Ps)。利用核... 详细信息

为了开发耐高温、可溶解、易于功能化改性的聚芳醚砜,以4-(3-苯基-4-羟基苯基)-2,3-二氮杂萘-1-酮、4,4′-二羟基二苯砜和4,4′-二氯二苯砜为单体,采用高温溶液缩聚法合成一系列不同单体比例的含侧苯基杂环共聚醚砜(PPESS-Ps)。利用核磁共振氢谱、红外光谱和X射线衍射表征了PPESS-Ps结构,并测试了PPESS-Ps的特性黏度、分子量、热性能、溶解性、力学性能以及亲水性。结果表明,PPESS-Ps化学结构符合预期,共聚组成可控,其特性黏度介于0.79~0.92 dL/g,数均分子量在2.75×10~4~4.65×10~4之间;PPESS-Ps属于无定形聚合物,其玻璃化转变温度大于245℃,5%热失重温度高于511℃,800℃下残炭率超过40.6%,耐热性好且热稳定性优异;PPESS-Ps能溶于N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺以及氯仿等有机溶剂中,并且表现出优良的力学性能,其拉伸模量在1.61~1.92 GPa之间,拉伸强度介于55~81 MPa。

关键词：杂环共聚醚砜侧苯基耐热性溶解性

PP-g-MAH与氨基化纳米二氧化硅协同增强CF/PP复合材料

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复合材料科学与工程 2024年

作者：王海旭孙进赵巍时振堂潘雨曦刘程蹇锡高大连理工大学化工学院高分子材料系中石化(大连)石油化工研究院有限公司辽宁省高性能树脂材料专业技术创新中心

树脂本身强度及树脂与碳纤维之间的界面强度是影响连续碳纤维增强热塑性复合材料力学性能的重要因素。为了提高连续碳纤维增强聚丙烯基（CF/PP）热塑性树脂基复合材料的力学性能，本文通过添加马来酸酐接枝聚丙烯（PP-g-MAH）及氨基化... 详细信息

树脂本身强度及树脂与碳纤维之间的界面强度是影响连续碳纤维增强热塑性复合材料力学性能的重要因素。为了提高连续碳纤维增强聚丙烯基（CF/PP）热塑性树脂基复合材料的力学性能，本文通过添加马来酸酐接枝聚丙烯（PP-g-MAH）及氨基化纳米二氧化硅(SiO2-NH2)对高熔指PP进行改性，先后通过熔融浸渍和热压成型，制备连续碳纤维增强聚丙烯热塑性树脂基复合材料。结果表明，添加PP-g-MAH与SiO2-NH2使PP的结晶度提升2.5%，拉伸强度提升4.8%，弯曲强度提升5.3%；使CF/PP复合材料的弯曲强度和层间剪切强度分别达到543.7MPa和17.2MPa，分别提升112.2%和66.0%。

关键词：连续碳纤维增强热塑性基复合材料聚丙烯力学性能氨基化纳米二氧化硅马来酸酐接枝聚丙烯

水滑石超级电容器电极材料层间距调控研究进展

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硅酸盐学报 2024年第6期52卷 2162-2174页

作者：王晓亮高靖淞宋晓琦张一波潘奎王宏伟郭力歌李盼盼刘忆黄传辉杨绍斌辽宁工程技术大学材料科学与工程学院辽宁省地矿工程特种材料专业技术创新中心辽宁省矿物高值化与储能材料重点实验室辽宁阜新123000 徐州工程学院机电工程学院江苏徐州221111

水滑石具有二维层状结构和高理论比电容,在超级电容器电极材料领域崭露头角。通过调控层间距,提高水滑石层间电化学活性位点利用率,降低离子传输阻力,成为水滑石等二维电极材料常用而有效的结构调控方法。近年来,水滑石层间距调控和电... 详细信息

水滑石具有二维层状结构和高理论比电容,在超级电容器电极材料领域崭露头角。通过调控层间距,提高水滑石层间电化学活性位点利用率,降低离子传输阻力,成为水滑石等二维电极材料常用而有效的结构调控方法。近年来,水滑石层间距调控和电容性能研究报道迅速增加,但至今关于水滑石层间距调控提升电容性能的综述文章依然很少。因此,本文对水滑石的结构和储能机理进行了介绍,系统对比评述了离子交换法和一步合成方法调控层间距的优缺点,深入对比并总结了客体插层、金属阳离子配比调控、插层及水滑石载量调控等方法对水滑石层间距、成分、结构和电容性能的影响研究的进展情况,梳理出了调控层间距提升电容性能的常用方法和电容性能提升的内在机制,为推进水滑石电极材料的深入研究和应用发挥重要作用。

关键词：水滑石超级电容器电极材料层间距调控电容性能

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Mg-Zn系合金热裂行为的研究进展

金属学报 2024年第6期60卷 743-759页

作者：王峰白盛巍王志杜旭东周乐毛萍莉魏子淇李瑾伟沈阳工业大学材料科学与工程学院沈阳110870 沈阳工业大学辽宁省镁合金及成形技术重点实验室沈阳110870 辽宁帝德科技有限公司辽宁省汽车轻量化专业技术创新中心铁岭112611

Mg-Zn系合金是镁合金中重要的合金体系之一,因其具有丰富的相组成、突出的变形能力和时效强化效果而备受关注,在航空航天、汽车工业及生物医疗等领域显示出较大的应用潜力。但是Mg-Zn系合金凝固温度区间宽、收缩量大,导致合金存在较大... 详细信息

Mg-Zn系合金是镁合金中重要的合金体系之一,因其具有丰富的相组成、突出的变形能力和时效强化效果而备受关注,在航空航天、汽车工业及生物医疗等领域显示出较大的应用潜力。但是Mg-Zn系合金凝固温度区间宽、收缩量大,导致合金存在较大的热裂敏感性,一定程度上限制了该系合金的应用。因此,开展Mg-Zn系合金热裂行为的研究具有重要意义。本文归纳总结了热裂理论、合金元素及铸造工艺参数对Mg-Zn系合金热裂敏感性的影响,以及Mg-Zn系合金热裂行为数值模拟的研究现状;揭示了Mg-Zn系合金微观组织及凝固特性参数对热裂敏感性的作用机理,并提出了目前镁合金热裂行为研究的不足与建议,以期为Mg-Zn系合金的设计及应用提供指导。

关键词： Mg-Zn系合金热裂敏感性显微组织工艺参数

饱和岩土边坡的孔压增量强度折减极限分析方法

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地下空间与工程学报 2024年第05期 1485-1490+1540页

作者：董天文林小庆赵同峰辽宁工程技术大学土木工程学院辽宁省桥梁安全工程专业技术创新中心

目前饱和边坡的强度折减法流固耦合分析是在总应力的静水压力差法基础上,通过调整浸润面位置、考虑材料浮力作用加以实现,未能解决强度折减过程孔隙水压力变化的情况。本文从岩土体固相介质强度参数(c、φ)与液相介质强度参数(孔隙水压... 详细信息

目前饱和边坡的强度折减法流固耦合分析是在总应力的静水压力差法基础上,通过调整浸润面位置、考虑材料浮力作用加以实现,未能解决强度折减过程孔隙水压力变化的情况。本文从岩土体固相介质强度参数(c、φ)与液相介质强度参数(孔隙水压力)相互关系出发,解释了固体骨架、自由水不同步的荷载传递过程,提出了有效应力的强度折减法、孔压增量近似确定方法,并在总应力静水压力差方法基础上给出了孔压增量强度折减方法的实现过程。研究表明:孔压增量强度折减方法计算的饱和边坡零孔隙水压力面升高0.34～0.44 m(4%～5%),与目前在涉水边坡流固耦合分析中按经验选取0.5 m的浸润面抬升值较为一致。

关键词：饱和边坡强度折减方法流固耦合分析有效应力

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磁铁矿矿石组构对微波的响应机制研究

矿物学报 2024年

作者：孙琪李明宇高文元赵福德刘波黄菲东北大学资源与土木工程学院辽宁省铁矿资源开发与利用专业技术创新中心

我国铁矿石品位低、成分复杂、嵌布粒度较细，粉碎矿石过程中需要消耗大量能量，所以亟需提高磁铁矿矿石粉碎效率。本文对Fe3O4分析纯试剂和铁矿石成分分析标准物质的物相结构、静磁性能和电磁特性进行测定，分析讨论了矿石组分含量对... 详细信息

我国铁矿石品位低、成分复杂、嵌布粒度较细，粉碎矿石过程中需要消耗大量能量，所以亟需提高磁铁矿矿石粉碎效率。本文对Fe3O4分析纯试剂和铁矿石成分分析标准物质的物相结构、静磁性能和电磁特性进行测定，分析讨论了矿石组分含量对其微波吸收性的影响因素以及磁铁矿的微波响应机制。磁铁矿属于强吸波物质，当矿石中磁铁矿的含量越高，其复介电常数和复磁导率越接近Fe3O4分析纯试剂的电磁物理特性。微波能量进入磁铁矿内部后，磁铁矿Fe—O离子键中的电子在电磁场的作用下产生极化作用，形成的偶极子在加速迁移运动中不断碰撞摩擦产生热量，开始吸收并消耗微波场中的电场能量。磁铁矿亚磁晶格中的磁畴也会受到电磁场的作用产生极化作用，从而吸收并消耗微波场中的磁场能量。

关键词：微波磁铁矿磁铁矿矿石响应机制微波吸收性