偶聯(lián)劑對(duì)HDPE基竹塑復(fù)合材料力學(xué)性能的影響

通過改變高密度聚乙烯（hdpe）和聚苯乙烯（ps）的混合比例，設(shè)計(jì)了7種制作木塑復(fù)合材料的方案．hdpe：ix5分別為0：10、1：9、2：8、3：7、4：6、5：5、10：0。按照不同設(shè)計(jì)方案，選用相應(yīng)的擠出工藝參數(shù)制作木塑復(fù)合材料型材，按照塑料檢測標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其進(jìn)行力學(xué)性能檢測以及掃描電鏡觀察，找出最優(yōu)的配方工藝。

復(fù)合材料力學(xué)性能復(fù)合材料 百科名片 橡塑復(fù)合材料 復(fù)合材料(compositematerials)，是由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料，通過物理或化學(xué)的 方法，在宏觀上組成具有新性能的材料。各種材料在性能上互相取長補(bǔ)短，產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)， 使復(fù)合材料的綜合性能優(yōu)于原組成材料而滿足各種不同的要求。復(fù)合材料的基體材料分為金 屬和非金屬兩大類。金屬基體常用的有鋁、鎂、銅、鈦及其合金。非金屬基體主要有合成樹 脂、橡膠、陶瓷、石墨、碳等。增強(qiáng)材料主要有玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、碳 化硅纖維、石棉纖維、晶須、金屬絲和硬質(zhì)細(xì)粒等。 目錄 歷史 分類 性能 成型方法 應(yīng)用 江蘇新型復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)園 展開 編輯本段 歷史 復(fù)合材料使用的歷史可以追溯到古代。從古至今沿用的稻草增強(qiáng)粘土和已使用上 百年的鋼筋混凝土均由兩種材料復(fù)合而成。20世紀(jì)40年代，因航空工業(yè)的需要，發(fā) 展了玻璃纖

以聚磷酸銨(app)作為阻燃劑,用擠出成型法制備具有阻燃性的pe基木塑復(fù)合材料,研究app含量對(duì)木塑復(fù)合材料的靜態(tài)力學(xué)性能以及動(dòng)態(tài)力學(xué)性能的影響。靜態(tài)力學(xué)研究結(jié)果表明:加入app的木塑復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度均比未加入app的木塑復(fù)合材料有所增加,當(dāng)app質(zhì)量含量為16%時(shí),彎曲強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度均達(dá)到最大值,分別為66.94mpa和13.38kj/m2;動(dòng)態(tài)力學(xué)研究結(jié)果表明:不同app含量的木塑復(fù)合材料在60.2～70.4℃之間均存在明顯的松弛,當(dāng)溫度低于松弛溫度時(shí),木塑復(fù)合材料的存儲(chǔ)模量(e')較大,而溫度高于松弛溫度時(shí),木塑復(fù)合材料的存儲(chǔ)模量明顯減小;隨著app含量增加,木塑復(fù)合材料的損耗模量(e″)和損耗因子(tanδ)均先降低然后升高。

本文通過熔融共混方法制備高密度聚乙烯(hdpe)/竹粉/復(fù)合材料,研究了偶聯(lián)劑和潤滑劑對(duì)復(fù)合材料的payne效應(yīng)和似固體行為的影響。結(jié)果表明,鋁鈦復(fù)合偶聯(lián)劑含量對(duì)竹塑復(fù)合材料g’及g’’應(yīng)變依賴性并沒有多大影響;對(duì)竹塑復(fù)合材料體系內(nèi)部微結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。隨著鋁鈦復(fù)合偶聯(lián)劑含量的變大,低頻區(qū)g’對(duì)頻率的依賴性慢慢變大,第二平臺(tái)現(xiàn)象慢慢變得不明顯。此外鋁鈦復(fù)合偶聯(lián)劑含量的變化還影響g’及tanδ的值,但對(duì)η*及g’’的影響不大。潤滑劑的加入對(duì)竹塑復(fù)合材料payne效應(yīng)敏感性沒有太大影響。

采用硅烷偶聯(lián)劑kh-560對(duì)木粉/聚乙烯復(fù)合材料進(jìn)行表面涂覆處理,以改善其膠接性能。利用ftir、xps和膠接強(qiáng)度測試等方法研究了硅烷偶聯(lián)劑處理對(duì)聚乙烯木塑復(fù)合材料膠接性能的影響。結(jié)果表明,經(jīng)機(jī)械打磨,硅烷偶聯(lián)劑涂覆處理后,偶聯(lián)劑與復(fù)合材料表面形成化學(xué)鍵接;并在材料表面引入了環(huán)氧基團(tuán),從而提高了環(huán)氧樹脂膠黏劑與聚乙烯木塑復(fù)合材料的黏接強(qiáng)度。偶聯(lián)劑的處理效果受偶聯(lián)劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、處理溫度和時(shí)間的影響較大,當(dāng)偶聯(lián)劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%、處理溫度120℃、處理時(shí)間為20min時(shí),涂覆處理聚乙烯木塑復(fù)合材的黏接性能最佳。

本文采用苯乙烯作改性bmi樹脂的活性稀釋劑以降低樹脂粘度,并對(duì)該樹脂體系進(jìn)行了dsc測試和ir光譜分析。實(shí)驗(yàn)表明,加入苯乙烯后,樹脂體系的反應(yīng)活性極大提高,固化溫度降低。實(shí)驗(yàn)還研究了苯乙烯的用量對(duì)t700/bmi復(fù)合材料力學(xué)性能的影響,結(jié)果表明,隨著苯乙烯用量的增加,t700/bmi復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度及層間剪切強(qiáng)度逐漸增大,但苯乙烯用量超過15%(w%)時(shí),拉伸強(qiáng)度呈下降趨勢,而彎曲強(qiáng)度和層間剪切強(qiáng)度則繼續(xù)增大,直到苯乙烯用量超過25%(w%)時(shí),才呈下降趨勢。因此,苯乙烯的用量控制在15%～25%(w%)較為合適。

通過改變摻入塑料顆粒的量,制備了3個(gè)系列、12種不同配比的混凝土.通過混凝土試塊抗壓、抗折強(qiáng)度實(shí)驗(yàn),得到同不配合比的混凝土強(qiáng)度值.實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:混凝土試塊的抗壓、抗折強(qiáng)度隨著塑料顆粒摻量的增加,先增大后減少;若需要通過摻入塑料顆粒提高混凝土強(qiáng)度,建議摻加摻量為3％的塑料顆粒.

主要研究了不同樹脂含量下,碳布/環(huán)氧復(fù)合材料的經(jīng)向拉伸和緯向壓縮性能,并初步探討了樹脂含量對(duì)復(fù)合材料拉伸、壓縮性能的影響機(jī)理。試驗(yàn)結(jié)果表明:樹脂含量對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能的影響較大,當(dāng)樹脂質(zhì)量含量在42%～45%之間時(shí),拉伸、壓縮性能較好。

基于ansys軟件建立了碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料有限元模型,采用newmark法對(duì)不同溫度下碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的力學(xué)性能進(jìn)行研究。結(jié)果表明:溫度對(duì)碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的應(yīng)力、變形均有較大影響,碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的應(yīng)力在25~80℃時(shí),隨溫度的升高呈明顯上升趨勢,當(dāng)溫度達(dá)到80~100℃時(shí),由于復(fù)合材料中的樹脂達(dá)到其軟化溫度,碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料承載能力顯著降低,而100℃之后應(yīng)力隨溫度增加呈平緩下降趨勢;碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的變形在25~120℃時(shí)始終呈上升趨勢。

柔性石墨成型條件對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能影響研究

鈣塑復(fù)合包裝材料片材的力學(xué)性能對(duì)制品性能有顯著影響,其主要影響因素有加工工藝和材料配方。實(shí)驗(yàn)研究了加工溫度及偶聯(lián)劑的種類、添加量對(duì)片材力學(xué)性能的影響。對(duì)不同加工溫度下鈣塑片材的力學(xué)性能進(jìn)行了測試分析,確定了最佳擠出溫度為190℃。對(duì)不同種類及用量的偶聯(lián)劑對(duì)鈣塑復(fù)合包裝材料的力學(xué)性能的影響進(jìn)行了研究,結(jié)果表明:對(duì)鈣塑材料而言,偶聯(lián)劑種類對(duì)力學(xué)性能的影響很大,尤其是拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度,硅烷偶聯(lián)劑最適合用于鈣塑材料的偶聯(lián)劑;偶聯(lián)劑的用量對(duì)拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度的影響很大,當(dāng)其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.25%時(shí),拉伸強(qiáng)度提高了23.24%,沖擊強(qiáng)度提高了近3倍。

以高密度聚乙烯(hdpe)和馬來酸酐接枝聚乙烯(mape)共混物為塑料基體,以木粉為填料,用注塑成型法制備木塑復(fù)合材料,研究mape/hdpe質(zhì)量比變化對(duì)塑料基體和木塑復(fù)合材料力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明:mape/hdpe比變化對(duì)mape/hdpe共混形成的塑料基體強(qiáng)度基本沒有影響,但對(duì)由該共混物所制得的木塑復(fù)合材料的強(qiáng)度影響顯著;在相同的木粉含量下,保持配方中mape和hdpe的總含量不變,木塑復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度隨mape/hdpe比率增大先迅速增加,然后趨于平緩,沖擊強(qiáng)度隨mape/hdpe比增大逐漸減小。

RTM聚酰亞胺復(fù)合材料力學(xué)性能研究

測試了兩種不同經(jīng)緯編織密度和不同含膠量的碳布/環(huán)氧復(fù)合材料的基本力學(xué)性能,對(duì)碳纖維復(fù)絲及碳布在復(fù)合材料中的強(qiáng)度利用率作了比較與分析。結(jié)果表明:適當(dāng)增大含膠量有利于改善復(fù)合材料的力學(xué)性能;經(jīng)緯編織密度對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能的影響同樣不可忽視。

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利用胺類改性劑m處理木粉,研究了改性劑m和力學(xué)性能改性劑丙烯腈-苯乙烯共聚(物as)的用量對(duì)聚氯乙(烯pvc)基復(fù)合材料力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明:隨著改性劑m用量的增加,復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度、無缺口沖擊強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度以及彎曲模量都呈先上升后下降的趨勢,且當(dāng)m用量略大于2%時(shí)達(dá)到最大值;隨著as用量的增加,復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度及彎曲模量都呈逐漸上升的趨勢,無缺口沖擊強(qiáng)度呈逐漸下降的趨勢到,8%時(shí)趨于平緩。

研究了不同體積含量的杜拉纖維及同一體積含量的杜拉纖維經(jīng)不同的硅烷偶聯(lián)劑處理后摻入呋喃樹脂砂漿中,其力學(xué)性能的變化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:摻入不同體積含量的杜拉纖維后,其劈拉、軸拉、抗折強(qiáng)度的最大增幅分別為9.6%、8.3%、9.7%;經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑wd-560處理后的杜拉纖維加入呋喃樹脂砂漿后,其劈拉、軸拉、抗折強(qiáng)度的最大增幅分別為63.2%、153%、153%;而抗壓強(qiáng)度都略有降低

采用不同目數(shù)的竹粉制備竹塑復(fù)合材料,研究其對(duì)于復(fù)合材料性能的影響。結(jié)果表明:140目竹粉制備竹粉/聚丙烯復(fù)合材料具有最高的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率和流動(dòng)速率;隨著竹粉目數(shù)的變大,材料的彎曲和沖擊強(qiáng)度逐漸降低;竹粉目數(shù)對(duì)于材料硬度沒有明顯的影響。

采用端羧基液體聚酯橡膠改性環(huán)氧樹脂e51制備了一種界面偶聯(lián)劑,用來提高碳纖維復(fù)合材料的界面性能。通過性能測試,研究偶聯(lián)劑對(duì)力學(xué)性能的影響。通過xps、dsc和tg分析方法,研究了偶聯(lián)劑對(duì)復(fù)合材料界面官能團(tuán)變化、微觀形貌、體系的固化行為及耐熱性能的影響。性能測試結(jié)果表明偶聯(lián)劑可顯著提高復(fù)合材料的力學(xué)性能。xps分析結(jié)果表明加入偶聯(lián)劑的碳纖維表面與偶聯(lián)劑發(fā)生了化學(xué)反應(yīng),sem研究表明加入偶聯(lián)劑的復(fù)合材料界面粘接性能得到顯著提高。dsc和tg結(jié)果表明體系玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為106℃,在350℃時(shí)熱失重約4.6%。

綜述了國內(nèi)外界面改性增強(qiáng)塑木復(fù)合材料力學(xué)性能的研究進(jìn)展,包括界面改性增強(qiáng)的作用機(jī)理、木纖維的表面改性、塑料的表面改性和添加界面相容劑等,并展望了塑木復(fù)合材料界面改性研究的未來趨勢。

在灰色神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)組合預(yù)測模型建模的基礎(chǔ)上,以木塑纖維復(fù)合材料加工主要因素的正交設(shè)計(jì)試驗(yàn)結(jié)果為數(shù)據(jù)樣本,建立木塑纖維復(fù)合材料力學(xué)性能工藝指標(biāo)的預(yù)測模型。以木塑纖維復(fù)合材料加工主要因素作為輸入量,對(duì)這些變量進(jìn)行灰色gm(1,n)預(yù)估,再進(jìn)行bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測,獲得木塑纖維復(fù)合材料力學(xué)工藝指標(biāo)的預(yù)測。結(jié)果表明,所建立的預(yù)測模型能夠很好地預(yù)測出木塑纖維復(fù)合材料的力學(xué)性能及工藝指標(biāo)。

復(fù)合材料力學(xué)是固體力學(xué)的一個(gè)新興分支,它研究由兩種或多種不同性能的材料,在宏觀尺度上組成的多相固體材料,即復(fù)合材料的力學(xué)問題.近代復(fù)合材料最重要的有兩類:一類是纖維增強(qiáng)復(fù)合材料,另一類是粒子增強(qiáng)復(fù)合材料.復(fù)合材料力學(xué)的研究可分為微觀力學(xué)和宏觀力學(xué).在此基礎(chǔ)上重點(diǎn)分析了陶瓷納米復(fù)合材料、碳納米管聚合物復(fù)合材料和纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料的力學(xué)性能.