一、水解/接枝处理对F-12纤维/环氧复合材料力学性能的影响(论文文献综述)
贾储源[1](2020)在《芳纶纤维/环氧树脂复合材料的湿热老化性能及改性研究》文中指出芳纶纤维/环氧复合材料力学性能优异,耐化学腐蚀性好,比强度、比模量高,比密度小,是较为理想的导弹、飞行器发动机壳体材料,在国防军工等重要领域应用广泛。但芳纶纤维的“皮-芯”结构导致其横向强度远低于其纵向强度,且芳纶纤维表面极性基团较少,表面光滑,缺少化学活性点,与树脂基体界面相容性差,在与树脂复合时还同时存在因树脂固化而带来的残余应力,这两方面都将导致纤维与基体树脂的界面结合性能较差,特别是在湿热老化处理之后,复合材料界面性能下降更为显着,严重限制其在条件苛刻地区使用。因此本论文研究对纤维进行改性,改善芳纶纤维界面性能,提高芳纶纤维皮层与芯层的结合能力,提高纤维与树脂基体的界面结合性能,特别是提高其在湿热老化环境中的界面性能。首先研究K49与F-12两种芳纶纤维及其复合材料在湿热老化条件下的性能变化。分子动力学模拟结果表明,两种纤维在降解过程中聚集态结构改变不大,但树脂在湿热老化前后的聚集态结构发生了变化。然后,纤维经表面改性后,纤维/树脂界面上的水分子更难以存在,并且表面改性将部分氢键作用和范德华力替换为化学键力,从而增强了界面结合强度,提高了芳纶纤维/树脂复合材料的力学性能。因此,对芳纶纤维的表面改性,是提升复合材料湿热老化性能的关键手段。利用己二酰氯苯溶液浸渍法对芳纶纤维表面进行改性,通过正交实验探究其对界面性能的影响,借助红外光谱、XPS、XRD、SEM和表面能测试等手段系统地分析了芳纶纤维在改性之后的性能变化。研究发现己二酰氯浓度对芳纶纤维的本体强度影响较小,其次是处理时间,而处理温度在改性过程中对纤维本体强度会产生较大影响。并且,高温更容易破坏芳纶纤维分子链间的氢键作用力,使得N-H键的反应活性提升,有利于提高芳纶纤维表面的己二酰氯接枝量。湿热老化实验结果表明,己二酰氯苯溶液浸渍改性能够提升芳纶纤维的耐湿热老化性能,改性后芳纶纤维的界面剪切强度(IFSS)值和层间剪切强度(ILSS)值在湿热老化处理前后均高于未改性芳纶纤维,显示出优异的耐湿热老化性能。上述改性方法虽然能够有效在纤维表面引入极性基团,提高纤维与基体的界面结合力,但唯一的缺点是会损伤纤维的本体强度。为解决这一难题,本论文在超临界二氧化碳条件下,利用1,4-二氯丁烷对芳纶纤维进行处理,从而同时对芳纶纤维表面与内部进行改性。采用XPS和FT-IR表征了处理前后的纤维表面及内部元素分布、表面官能团种类;利用XRD分析处理前后纤维结构的变化;通过SEM和AFM观察处理前后纤维的表面形貌;采用表面能测试分析了纤维表面能的变化;通过单丝拉伸测试表征了处理前后纤维拉伸强度的变化;利用复合材料纤维压痕直径测试间接表征了纤维内交联程度的变化,并且测试了湿热老化前后的力学性能。结果表明:通过超临界二氧化碳携带二氯丁烷改性芳纶纤维,不仅提高纤维本体拉伸强度,而且实现了表面的活化及纤维内交联度的提高,进而显着提升芳纶纤维复合材料的耐湿热老化性能。
闫美玲[2](2020)在《超低温环氧树脂的增韧改性及其复合材料界面性能研究》文中研究指明燃料贮箱作为火箭发动机系统的重要组成部件,是贮存低温推进剂的关键容器。现有的液氢和液氧贮箱多是由金属材料制成,重量大,制约着火箭运载效率的提升。因此,对贮箱轻量化材料的研究显得格外重要,用轻质高强的碳纤维增强复合材料(CFRP)代替金属可使贮箱减重约30%以上,发射成本降低约37%。然而,在液氢/液氧(-183/-253℃)的超低温环境下,CFRP存在树脂基体韧性差及碳纤维/界面脱粘的问题。对此,本文分析了超低温环境下环氧树脂变脆的机理,提出采用氧化石墨烯接枝纳米纤维素改善环氧树脂超低温韧性的方法,表征了超低温环境下环氧和CFRP单向板的基本力学性能,讨论了超低温力学性能的演变规律,从理论上阐释了CFRP的线膨胀系数和碳纤维/环氧(CF/EP)界面热应力对低温性能的影响机制,通过氧化石墨烯/凹凸棒土(GO/ATP)修饰碳纤维实现了CF/EP超低温界面增强。为研究CFRP的超低温力学性能和演变机制,本文测试了-196℃超低温环境下环氧基体和CFRP的基本力学性能和线膨胀系数。在此基础上分析了环氧基体强度、模量和线膨胀系数与温度的变化关系。建立CFRP单胞模型,预测CFRP的线膨胀系数和热应力。在室温到-196℃的范围内,随温度降低环氧基体拉伸强度和模量提高,断裂延伸率下降。CFRP的线膨胀系数测试值与模型计算值相吻合,验证了单胞模型的合理性。超低温CFRP的横向拉伸强度、层间剪切强度和断裂韧性与室温下实验数据相比,分别提高了39.3%,6.5%和27.7%。采用酰胺化接枝法制备一种纳米材料氧化石墨烯接枝纳米纤维素(GO-NCC)改善环氧树脂超低温韧性。通过AFM、红外、XPS和拉曼表征GO-NCC的形貌和化学结构,GO与NCC成功接枝,并且表面含有氨基官能团,与环氧反应形成共价键连接。丁达尔效应表明GO-NCC在环氧树脂中分散均匀。将GO-NCC添加到环氧树脂中,环氧树脂的线膨胀系数降低。室温下,添加量为0.3wt%GO-NCC改性环氧树脂力学性能最佳,与未改性环氧树脂相比,拉伸强度和断裂韧性(KIC)分别增加了68.9%和244%。超低温环境下,0.3wt%GO-NCC的改性环氧树脂的拉伸强度和KIC与未改性环氧树脂提高了39.3%和104%。分析并阐述了GO-NCC的增韧机理。超低温环境下CF/EP界面脱粘是CFRP的主要失效形势之一。对此,本文采用微滴脱粘测试、理论分析和数值模拟的方法研究CF/EP的超低温界面性能。微滴脱粘测试结果表明超低温界面剪切强度(IFSS)比室温IFSS提高了16.7%。将微滴脱粘试样简化为理论模型,计算CF/EP界面平均应变和应力,超低温环境下CF/EP界面收缩热应力升高,IFSS提高。采用数值模拟仿真CF/EP界面热应力分布情况和脱粘过程,结果表明超低温下热应力集中于CF/EP界面,界面脱粘首先发生在环氧微滴半月板处,界面脱粘力与测试值相吻合,理论分析和数值模拟可用于预测CF/EP超低温界面性能。采用GO/ATP化学修饰碳纤维,改善碳纤维表面浸润性,增强碳纤维与环氧树脂的纳米机械啮合作用,超低温CF/EP复合材的IFSS提高。SEM结果表明GO/ATP均匀接枝于碳纤维表面。通过表面能计算证明GO/ATP改善了碳纤维表面浸润性。制备GO/ATP修饰碳纤维/环氧树脂微滴脱粘试样(CF-GO-ATP/EP),与未修饰CF/EP相比,超低温IFSS提升了53.1%,同样,经过液氮浸泡和超低温/室温热循环后仍具有较高的IFSS值。
陈剑楠[3](2020)在《碳纳米管/玄武岩纤维多尺度复合材料的制备与性能研究》文中提出玄武岩纤维使用纯天然火山岩矿石制造,是将原料充分破碎后,放入1400℃-1500℃高温中熔融拉丝制成的新型矿物纤维。玄武岩纤维具有较高的强度和模量、加工简单、成本低、优异的耐温性和耐腐蚀性,以及突出的化学稳定性、抗紫外线和高能电磁辐射及良好的阻燃性,被认为是一种绿色的工业材料,是生产先进复合材料的理想选择。尽管玄武岩纤维的组成与玻璃纤维相似,但玄武岩纤维的性能远远优于E型玻璃纤维。玄武岩纤维表面光滑,与基体的相互作用较弱、界面结合强度较低,受到较大外载荷作用时易拔出、断裂及脱粘,另外热辐射系数高、电阻率大、耐磨性差,一定程度上影响玄武岩纤维的应用。为满足应用性能要求,需要进行改性处理来提高界面粘结强度和实现多功能性。将纳米尺度的碳纳米管加入到玄武岩纤维/乙烯基酯树脂复合材料体系,通过复合效应、多尺度效应及界面效应等显着改善界面性能,并可提高材料的热性能、电学性能及耐磨性,实现玄武岩纤维增强多尺度复合材料的高性能化及多功能化,符合当前先进复合材料发展的趋势。本文首先对碳纳米管进行功能化处理,然后将其引入到复合材料中。主要在玄武岩纤维的表面和乙烯基酯树脂基体中加入羧基化碳纳米管和偶联剂改性碳纳米管。当将碳纳米管接枝到微米尺度的玄武岩纤维表面时,多尺度增强体带有反应性较强的碳纳米管活性点、表面粗糙度增大。在界面粗糙度增加以后更有利于聚合物分子和玄武岩纤维表面的接触,提升玄武岩纤维的表面能,改善其与树脂间的浸润性,增加纤维表面附近的树脂交联程度,在玄武岩纤维和基体之间构建出一种梯度的界面,帮助界面区应力的分散。在玄武岩纤维的基体中加入的碳纳米管能够与聚合物形成类似于机械齿的锲合形态,一定程度上限制玄武岩纤维表面树脂分子的运动,使得界面区域对裂纹起到了阻碍的作用。主要研究内容如下:首先将羧化碳纳米管COOH-MCNTs、偶联剂改性羧化碳纳米管KH550-MWCNTs、KH570-MWCNTs分别与乙醇/水溶液配制成含碳纳米管成分的上浆剂,涂覆到玄武岩纤维原丝及纤维布表面。对其表面的物理化学性能进行检测,基于扫描电镜、X-射线光电子能谱、接触角等方法测试了上浆后玄武岩纤维表面性能。对玄武岩纤维原丝增强棒状复合材料进行了界面剪切强度、弯曲强度、冲击强度、热性能测试;对VARTM成型复合材料弯曲强度、冲击强度、Ⅱ型层间断裂韧性、层间剪切强度、电性能、热性能和摩擦磨损性能检测分析,且进行了断口的SEM形貌研究。结果表明,拉挤成型碳纳米管接枝玄武岩纤维多尺度复合材料中由于不同种类的碳纳米管的加入,界面剪切强度、拉伸强度、弯曲强度、冲击强度得到了较大的提高,在KH550-MWCNTs涂层三次时得到最高值,分别提高了101%、18.3%、25.7%、45%。复合材料的热稳定性提高,高温时残碳率较高;热膨胀系数降低,KH550-MWCNTs/BF/VE复合材料在低于玻璃化转变温度下热膨胀系数降低了66.7%,高于玻璃化转变温度时热膨胀系数降低了13.6%。另外将COOH-MWCNTs和KH570-MWCNTs掺杂加入到BF/VE复合材料中,基体中加入COOH-MWCNTs,弯曲强度提高了25.1%,冲击强度提高了27.4%,而KH570-MWCNTs体系的弯曲强度提高了28.4%,冲击强度提高了42.5%。对玄武岩纤维布及碳纳米管改性多尺度增强体形貌、表面元素及官能团分析,表明玄武岩纤维布经过碳纳米管表面处理后,有机活性基团数量增加;采用VARTM工艺成型碳纳米管接枝多尺度复合材料,复合材料的弯曲强度、冲击强度、II型层间断裂韧、层间剪切强度都得到了较大程度的增加,玻璃化转变温度最高增大4.4℃、正切损耗角减小,高温热稳定性增强,电阻率降低8-10个数量级,摩擦性能得到很大改善,KH550H-MWCNTs含量为0.1%时,多尺度复合材料体系耐摩擦磨损性能最佳。
熊永健[4](2020)在《芳纶纤维/环氧树脂复合材料及与EPDM共固化特性的研究》文中研究表明固体火箭发动机在航空航天领域发挥至关重要的作用,共固化是新一代固体火箭发动机壳体急需解决的关键性问题。以芳纶纤维/环氧树脂复合材料和EPDM构成的共固化体系为研究对象,通过对环氧树脂固化剂的结构设计及固化特性研究和EPDM硫化体系设计及硫化特性研究,建立共固化的试验方法,提高EPDM的交联密度,优化发动机壳体的综合性能是本论文的最终目的。本论文中配制不同浓度的磷酸溶液,然后利用化学法对纤维表面进行处理。通过X射线光电子能谱(XPS)测试表明,大量的极性基团被引入纤维表面。同时,通过扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)可以观察到纤维表面的形貌的改变,形貌发生改变是因为磷酸对纤维的刻蚀作用。单丝拔出测试表明处理后的芳纶纤维界面性能得到明显改善。处理后的芳纶纤维与环氧树脂形成的复合材料力学性能得到一定程度的改善,弯曲强度由原来的485 MPa增加到512 MPa,同时层间剪切强度(ILSS)由处理前的40.23 MPa增加到50.19MPa。通过分析测试,最终可以确定磷酸溶液处理芳纶纤维的最佳浓度为20%。共固化不仅可以实现环氧树脂复合材料与三元乙丙橡胶两种材料的复合,同时可以通过调整固化体系的固化制度来达到预期的效果。本文对环氧树脂固化、三元乙丙橡胶硫化、共固化体系进行表征,最终得出环氧树脂与固化剂的加入比例为100:34,三元乙丙橡胶硫化时DCP的加入量为3.5 g,进而确定最佳的共固化体系的制度为90℃/2 h+120℃/2 h+150℃/2 h+170℃/1 h。通过对共固化体系进行分析表征,最终得出剥离强度为2.274 N/mm,这表明EPDM与芳纶纤维/环氧复合材料的界面具有较好的粘接性能。氢核磁共振结果表明三元乙丙橡胶的交联密度为3.879(10-5mol/cm3)。通过热重分析可以得出共固化体系的热稳定性的大小。通过层间剪切强度测试确定共固化体系中芳纶纤维的最佳加入量为65%。相比于单独固化时的力学性能,共固化体系的力学性能没有下降。由此可知,在形成共固化体系过程中,复合材料的界面性能没有发生改变。
李梦鸽[5](2020)在《热致液晶聚芳酯纤维的表面改性及其与环氧树脂复合材料界面粘结性能的研究》文中认为热致液晶聚芳酯纤维(Thermotropic liquid crystal polyarylate fiber,简称TLCPAR纤维)具有高强高模、耐湿热性和耐化学药品性好等优异性能,故在航空、军事、体育等领域具有广泛的潜在应用价值。但由于TLCPAR纤维表面化学活性基团少,表面自由能低,与树脂基体间相互作用较弱,从而导致其纤维/环氧树脂基复合材料的界面剪切强度较差,因此必须采取有效的改性措施对TLCPAR纤维进行表面处理。而等离子体处理可以在材料表面引入特定的元素、不产生化学物质;硅烷偶联剂既能与纤维上的羟基反应,也能与环氧树脂反应;因此本文主要运用等离子体、硅烷偶联剂以及等离子体辅助硅烷偶联剂等这三种方法处理纤维,并对改性前后纤维与环氧树脂的界面粘结性能进行了研究。本文首先采用氧气低温等离子体处理仪对TLCPAR纤维表面进行处理,并运用扫描电子显微镜、单丝强伸度仪、全自动视频微观接触角测量仪以及微球脱粘仪等测试手段来分析并讨论等离子体对TLCPAR纤维表面形貌、力学性能、浸润性、TLCPAR纤维与环氧树脂基体间的界面粘结性能等性质的变化规律,并利用EDS能谱仪进一步研究氧气等离子体处理下TLCPAR纤维表面元素成分。实验结果表明:经过氧气等离子体处理后,在短时间和低功率下,TLCPAR纤维表面出现明显的刻蚀裂纹,使纤维表面变粗糙,纤维的本体性能并未受到损伤,纤维的浸润性有所改善,由未处理的106.1°下降至78.4°,而TLCPAR纤维/环氧树脂基体的界面剪切强度提高了40%。另外,对等离子体的时效性进行了探究发现等离子体处理的效果会随着时间的延长而衰减,最后趋于稳定。第二部分探讨了硅烷偶联剂处理对TLCPAR纤维的表面结构和性能的影响。论文以硅烷偶联剂的质量分数、反应温度、反应时间三个变量,以TLCPAR纤维与环氧树脂之间的界面剪切强度为指标,运用正交试验方法确定硅烷偶联剂KH-560最佳处理条件。实验结果表明:当硅烷偶联剂的质量分数为30%,反应温度30℃,处理时间10min为最佳处理条件,TLCPAR纤维与环氧树脂基体的界面剪切强度由5.18MPa提高至8.04MPa,提高了55%。对未改性的TLCPAR纤维与在最佳改性条件下的纤维进行对比,发现纤维表面粗糙度增加,纤维的本体性能未受到损伤,纤维与水的接触角由106.1°降至89.5°,浸润性变好,由EDS能谱仪和红外光谱仪分析TLCPAR纤维表面存在Si元素,证明硅烷偶联剂引入纤维表面上。基于上述结果,本文将用氧气等离子体辅助硅烷偶联剂表面改性TLCPAR纤维,使TLCPAR纤维表面引入活性基团,对比并分析未处理、单一处理(氧气等离子体处理或硅烷偶联剂KH-560处理)以及复合处理的效果。结果发现:TLCPAR纤维表面由光滑变为粗糙,并附有颗粒状物质产生;其纤维本体的力学性能未受到损害;纤维的浸润性比单一处理的效果更好;采用微球脱粘仪测试复合处理的TLCPAR纤维与环氧树脂基体的界面剪切强度为10.16MPa,比未经处理的原样提高了96%。
李杨[6](2020)在《高性能芳纶纤维的表面修饰及特性对复合材料性能影响的研究》文中研究说明芳纶纤维表层的结晶度较高,表面相对光滑并且具有化学惰性,与基体的界面粘合力较差,这就使得芳纶纤维的增强作用难以很好地体现。目前对芳纶纤维的接枝改性大多仅能提升纤维表面极性,很少在纤维表层形成化学结合的界面层。如多巴胺等具有一定粘度的改性剂能够借助较强的物理粘附作用和自组装反应在纤维表面形成包覆层,通过粗糙度和表面极性的提升增强改性纤维与基体的界面粘合,但是多巴胺与芳纶纤维之间是非化学键接。本论文基于芳纶纤维的氧化处理,然后采用小分子缩水甘油多面体倍半硅氧烷(Glycidyl-POSS)和大分子聚酰胺酸(PAA)改性处理芳纶纤维,在有效减小纤维本体损伤的条件下,通过表面接枝反应在纤维表面形成一定厚度的包覆界面层,并探索界面层的特性对极性基体(环氧树脂)、非极性基体(丁苯橡胶)复合材料界面粘合的影响,进一步为芳纶纤维的改性和纤维增强复合材料的制备提供一定的理论指导。本论文在以下几个方面开展了研究:(1)以空气高温氧化芳纶纤维增加纤维表面极性,为后续接枝改性奠定基础。研究结果表明,在空气条件下200-300℃时芳纶纤维表层分子链可被氧化,300℃之后分子链开始断链分解。芳纶纤维的氧化首先从主链苯环开始,苯环C-H被氧化成-OH、-COOH。芳纶纤维表层氢键从250℃开始受到明显影响,表层分子链能够重排使得氢键增强。250℃热处理1h后,芳纶纤维表层分子平均晶粒尺寸增加,结晶度达到86.22%,较纤维原丝提升了13.2%。但是继续升高温度,纤维表层结晶度变化并不明显。热氧化处理过程中,250℃处理1h对芳纶纤维的综合性能最为有利。(2)以超临界CO2处理(50℃、10Mpa)芳纶纤维,研究其渗透性和扩散性以及处理时间对芳纶纤维表面特性的影响。结果表明超临界CO2(50℃、10Mpa)作用下芳纶纤维皮层分子结构无变化,同时超临界CO2能够向纤维皮层扩散,进而将纤维皮层破坏。处理30min以后纤维受超临界处理过程影响较小。与原丝相比,经30min超临界CO2处理(50℃、10Mpa)后,纤维表面结晶度为77.12%,下降6.53%;纤维单丝拉伸强度为22.6 CN·dtex-1,下降5.04%。(3)以表面涂覆和高温处理工艺研究小分子glycidyl-POSS与芳纶纤维间的基团反应,研究接枝过程对纤维表面特性的影响。结果表明芳纶纤维(经高温氧化后)经glycidyl-POSS涂覆处理,(110)和(200)晶面衍射峰相对强度基本不变,但是纤维皮层堆叠密度增大,结晶半峰宽减小,这种结晶形态的“完善”其本质上是纤维表面粘附的致密glycidyl-POSS包覆层的影响。glycidyl-POSS端基在高温条件下能够与被氧化的芳纶纤维表面发生接枝反应,形成接枝界面层。glycidyl-POSS用量较少时(5%以下)能均匀接枝或包覆,而且包覆物能够提升芳纶纤维的热稳定性。(4)以超临界CO2(50℃、10Mpa)辅助glycidyl-POSS接枝改性芳纶纤维,研究了超临界CO2对接枝过程的促进作用和对纤维表面特性的影响。结果表明glycidyl-POSS在超临界CO2作用下渗入纤维表面,同时能够在一定程度上修复超临界CO2对纤维皮层的损伤。2E4MZ作为固化促进剂,促进了glycidyl-POSS在纤维表面的开环和接枝(或自聚)反应。与芳纶纤维原丝相比,超临界CO2辅助5%glycidyl-POSS接枝处理后芳纶纤维单丝拉伸强度提高了8%,达到25.7cn·dtex-1。(5)以表面涂覆和高温处理工艺研究了大分子PAA与芳纶纤维的基团反应,研究接枝过程对纤维表面特性的影响。结果表明芳纶纤维(经高温氧化后)仅经PAA接枝(包覆)改性后,芳纶纤维表层晶面间距增大,微晶堆积密度减小,结晶度稍有增加。PAA接枝的过程中伴随着自聚并形成聚酰亚胺(PI)。但250℃处理过程中PAA分子链中一部分-COOH并未酰亚胺化,-COOH的存在增强了纤维的极性。经5 wt%和10 wt%的PAA溶液接枝处理后,纤维的结晶度分别达到81.6%和84.5%。当PAA用量过大(10 wt%),大量的PAA粘附在纤维表面,形成一种刚性涂层,在很大程度上也增加了纤维的粗糙度,但是纤维单丝力学性能下降明显。(6)以超临界CO2(50℃、10Mpa)辅助PAA接枝改性芳纶纤维,研究了超临界CO2对接枝过程的促进作用和对纤维表面特性的影响。PAA在超临界CO2辅助下更均匀地粘附于纤维表面,同时能够向纤维的表层渗透。超临界CO2辅助5%PAA处理后,PAA能够均匀包覆并接枝于纤维表面,同时包覆物能够进一步修复超临界CO2对纤维表层结构的损伤。250℃热处理后芳纶纤维表面3%-4%的PAA未酰亚胺化,未酰亚胺化的PAA将一定量的-COOH引入到纤维的表面,进而提升了纤维的表面极性,处理后纤维的单丝拉伸强度增加了9.6%。(7)分析了小分子glycidyl-POSS和大分子PAA接枝改性后纤维表面特性,研究表明超临界CO2辅助glycidyl-POSS处理后,纤维表面接枝层厚度为50nm左右,但是高温glycidyl-POSS易自聚,改性纤维局部存在明显的glycidyl-POSS团聚现象。超临界CO2辅助PAA处理后,纤维表面的包覆层均匀,并且包覆层厚度达到了100nm以上。相对于小分子而言,大分子的接枝包覆改性过程中更易形成均匀的包覆层,界面改性效果优于小分子的接枝包覆改性。(8)以改性纤维制备了芳纶纤维/环氧树脂复合材料,研究改性纤维的表面特性对芳纶纤维/环氧树脂复合材料性能的影响。研究结果表明经小分子glycidyl-POSS接枝处理后,芳纶纤维表面粗糙度提升的同时glycidyl-POSS端环氧基和Si-O主体结构能够进一步提升芳纶纤维与环氧树脂的相容性。超临界CO2辅助5%glycidyl-POSS处理后,改性纤维与环氧树脂的界面剪切强度提升了40.7%;而超临界CO2辅助PAA处理后,PAA接枝并均匀包覆在芳纶纤维的表面,同时部分PAA热酰亚胺化形成刚性包覆层。纤维表层粗糙度提升的同时表面未酰亚胺化的PAA中的-COOH能够有效与环氧树脂反应进而提升界面粘合。改性后纤维与环氧树脂的界面剪切强度提升了53.8%。(9)以改性纤维制备了芳纶纤维/炭黑/丁苯橡胶(份数比为2/50/100)复合材料,研究了改性纤维的表面特性对丁苯橡胶复合材料的增强作用。对于橡胶复合材料,超临界CO2辅助glycidyl-POSS、PAA改性处理后,glycidyl-POSS的端基、PAA中未酰亚胺化的-COOH可与硫磺相互作用,加深了纤维附近的硫化网络,复合材料的交联密度增加明显。同时PAA属于酸性物质,延迟了橡胶的硫化过程,正硫化时间增加。超临界CO2辅助glycidyl-POSS、PAA经过改性后,纤维表面的改性接枝层增加了对橡胶分子链的束缚,在小应变区超临界CO2辅助PAA处理后硫化胶的G’、G’’增加更为明显。超临界CO2辅助glycidyl-POSS、PAA改性后,改性芳纶纤维与丁苯橡胶界面相对滑脱能数值分别为6.07、6.94,较纤维原丝/炭黑/丁苯橡胶复合界面滑脱能分别增加23.87%和41.63%。相应地,超临界CO2辅助glycidyl-POSS改性后复合材料的拉伸强度、100%定伸分别提升10.77%、19.58%;而超临界CO2辅助PAA改性后复合材料的拉伸强度、100%定伸分别提升15.13%、25.77%。
王雪[7](2020)在《改性黄麻织物增强格栅夹芯结构的制备和力学性能研究》文中研究说明木质复合材料格栅夹芯结构因其具有多孔的芯层结构,使其具备轻质、高强、保温、隔热、消声、防潮等多功能性的开发潜质。传统的复合材料夹芯结构多以碳纤维和玻璃纤维为增强体,伴随着资源问题和环境问题的日益凸显,开发可持续的新型结构功能材料成为近几年的研究热点之一。天然植物纤维具有较高的初始模量、较好的力学性能、资源广泛、可生物降解、可持续和价格低廉,以连续天然纤维织物增强树脂基体制备叠层复合材料具有较好的力学性能,满足复合材料格栅夹芯结构对拉伸主导型轻质材料的要求。因此,将天然纤维织物增强复合材料与木质复合材料格栅夹芯结构结合起来,拓宽复合材料夹芯结构的应用领域的同时,能够促进天然纤维的综合开发利用。本文以黄麻织物/环氧树脂叠层复合材料为芯子,云杉为面板制备木质复合材料格栅夹芯结构。为解决黄麻纤维和树脂基体的界面相容性,选用对黄麻纤维化学成分组成(纤维素、半纤维素和木质素)引起变化的高温蒸煮碱处理和不引起变化的KH-560硅烷偶联剂处理来进行表面改性处理。借助于傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X-射线衍射(XRD)、光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、X-光电子能谱(XPS)、植物纤维成分分析法和热重分析法(TG/DTG)等表征方法,研究三种纱线密度(30/10cm、50/10cm、80/10cm),不同浓度高温蒸煮碱处理(0%、2%、4%、6%、8%、10%)和不同 KH-560 硅烷偶联剂处理时间(Omin、10min、30min、60min、90min、120min)对黄麻织物的化学成分组成、元素组成、结晶度、热稳定性、表面形态结构及叠层复合材料的力学性能的影响。从而得出最佳处理方式并应用到复合材料格栅夹芯结构的制备中,研究改性后纱线密度为50/1Ocm和80/10cm的黄麻织物对叠层复合材料和方格形格栅夹芯结构的平压性能的影响,研究三种格栅夹芯梁(方格形SSS、双十字形DCSS、单十字形CSS)的失效模式、承载能力、能量吸收等性能。主要研究结果表明,黄麻纤维沿生长方向呈“竹节”状,横截面呈多边形,黄麻纤维中纤维素、半纤维素和木质素的含量分别为53.69%、25.56%和11.1%。黄麻纤维的单细胞的细胞壁是由大分子纤维素填充在半纤维素和木质素中构成,是黄麻纤维的骨架和主要受力支撑。黄麻纤维在240℃-395℃的温度范围内降解量最大,为71.77%,黄麻纤维降解的峰值温度为365.18℃。纱线密度为80/10cm的黄麻织物增强的叠层复合材料拉伸强度和弯曲强度分别比纱线密度为30/10cm的叠层复合材料提高了 29.2%和29.4%。黄麻织物的多孔性、较好的热稳定性和力学性能表明其适合用来作为木质复合材料格栅夹芯结构芯层材料的制备。高温蒸煮碱处理能够有效去除黄麻纤维中的大部分木质素和半纤维素,改善黄麻纤维的结晶结构,当NaOH浓度为6%时,纤维素的相对含量达到最大,叠层复合材料的力学性能最为优异,其拉伸强度、拉伸弹性模量、弯曲强度和弯曲弹性模量分别比未处理的黄麻织物增强叠层复合材料分别提高37.5%、23.2%、72.3%和72.2%。NaOH溶液浓度为8%和10%时,黄麻纤维中的纤维素受损开始降解。KH-560硅烷偶联剂成功的接枝到黄麻织物表面,FTIR检测到C-O-Si(1105cm-1)和Si-OH(986cm-1)官能团存在于被修饰的黄麻纤维表面,SEM观察到被修饰后的黄麻纤维表面裹了一层较厚的树脂,界面相容性、结晶度和热稳定得到改善,当修饰时间为60min的黄麻纤维的结晶度和晶粒尺寸最大,叠层复合材料的力学性能最好,其拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度和弯曲模量比未处理的分别提高了42.32%、39.74%、49.43%和49.45%。热重分析表明,当KH-560修饰时间为30min和60min的叠层复合材料的残余量较多,具有较好的热稳定性。和高温蒸煮碱处理相比,KH-560处理60min的黄麻织物叠层复合材料的拉伸性能最为优异,满足以拉伸主导型复合材料夹芯结构的设计要求,硅烷偶联剂处理不产生废液,比较环保,对黄麻纤维本身也没有损伤,处理过程更简单有效,因此以KH-560接枝处理应用到格栅夹芯结构的制备中。以KH-560处理的纱线密度分别为50/10cm和80/10cm黄麻织物/环氧树脂叠层复合材料为芯子,云杉木材为面板的格栅夹芯结构的平压性能研究表明,纱线密度为50/10cm和80/10cm的方格形夹芯结构在最大承载力、载荷质量比和比强度相差无几,黄麻织物纱线密度为80/10cm的方格形芯子的承载能力均强于黄麻织物纱线密度为50/10cm的方格形芯子。纱线密度为80/10cm的夹芯结构的总能量吸收、比能量吸收、平均载荷和载荷效率分别比纱线密度为50/10cm的夹芯结构提高了 20.3%、16.5%、23.4%和23%。方格形格栅夹芯结构的平压失效模式为面板开裂、芯子格壁屈曲、芯子格壁折断和面板断裂。三种格栅夹芯结构(方格形SSS、双十字形DCSS和单十字形CSS)的弯曲性能研究表明,在黄麻织物上接枝KH-560提高了叠层复合材料的界面相容性和力学性能。改性叠层复合材料中硅元素含量约为未改性叠层复合材料中硅元素含量的4倍。方格形夹芯长梁的承载能力、能量吸收最为优异,方格形夹芯梁的抗弯刚度,抗剪刚度,抗剪模量和抗剪强度分别为2.10×108N·mm2、1.97×105N,143.94MPa,0.948MPa,明显高于双十字和单十字夹芯梁。DCSS短梁的荷载质量比与SSS的长梁相似,三种格栅夹芯梁的破坏模式包括芯子剪切破坏、整体剪切破坏、面板压溃、面板折断以及芯子与面板分离。
刘向哲[8](2019)在《多尺度改善UHMWPE纤维/环氧树脂复合材料界面性能研究》文中指出超高分子量聚乙烯(UHWMPE)纤维具有质轻、强度高、模量大、抗冲击性能优异等优点,被视为新一代防弹装备的理想原料。但是,UHMWPE纤维表面光滑、缺少活性基团,与树脂基体的界面作用较弱,导致了其增强的复合材料在受到子弹高速抗冲击时,界面易于开裂,能量耗散状况不佳,容易出现防弹失效事故。这些严重影响着防弹装备的性能与推广。因此,开发一种不仅能有效提高UHMWPE纤维增强树脂基复合材料界面性能,并且改性纤维力学性能保持率高的表面改性方法,对制备新一代防弹性能优异、轻便安全的个人防护装备意义重大。本文以提高UHMWPE纤维/环氧树脂复合材料界面性能为目标。研究了多尺度杂化改性方法对UHMWPE纤维/环氧树脂复合材料界面性能的影响。结果表明两种方法均能有效改善复合材料的界面性能,且UHMWPE纤维/氨基活化氧化石墨烯(KH550-GO)多尺度杂化增强体能更好的调控界面形貌,更有效的改善复合材料界面性能。本文的具体研究如下:(1)首先,采用协同多尺度杂化改性的方法,即环氧基团功能化的聚多巴胺(PDA)粒子涂覆改性UHMWPE纤维与活化氧化石墨烯(M2070-GO)改善环氧树脂相协同的方法,改善UHMWPE纤维/环氧树脂复合材料的界面性能。结果表明:由于PDA纳米粒子表面改性纤维与M2070-GO改性环氧树脂间的浸润性、机械互锁以及化学键合作用的增加,两者的粘结性能显着提高。在整个研究体系中,0.6 wt%M2070-GO改性的环氧树脂与M-UHMWPE纤维间的兼容性最好,界面剪切强度(IFSS)最高。IFSS由2.69 MPa增加到12.86 MPa,增幅达382.0%。其中,PDA-g-M2070-GO的化学键合作用是影响界面性能的主要因素,而PDA与UHMWPE纤维间的相互作用决定了界面强度的极限。2)将KH550-GO以γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷为“桥”,化学接枝到氧等离子体预处理的UHMWPE纤维表面,制备UHMWPE纤维/KH550-GO多尺度杂化增强体。KH550-GO改性层增加了UHMWPE纤维的表面粗糙度,提升了纤维与环氧树脂的机械互锁作用;在纤维表面引入的活性基团,改善了纤维与环氧树脂基体间的兼容性。然而这些因素对UHMWPE纤维/环氧树脂复合材料的界面性能的提升作用都是次要的。KH550-GO改性层与环氧树脂基体间形成的化学键合作用才是决定复合材料界面性能的主要作用。改性后,复合材料的IFSS由2.72 MPa增加到了21.97 MPa,增加幅度达707.7%。UHMWPE纤维/KH550-GO多尺度增强体/环氧树脂复合材料发生界面脱粘破坏时,环氧树脂基体的断裂为韧性断裂,表明KH550-GO杂化层能够有效的增加界面韧性。
刘永兴[9](2019)在《纤维织物增强三元乙丙绝热材料的制备与性能研究》文中认为三元乙丙橡胶是用于固体火箭发动机绝热层的理想材料,一般需要加入纤维、增粘树脂和功能填料来提高其应用性能。传统的短切纤维增强的耐烧蚀复合材料的横向性能较差,层间剪切强度较低,耐冲击性能不足。耐烧蚀纤维织物因其在橡胶基体中产生横向和纵向取向从而改善材料的力学性能和耐烧蚀性能。尤其对于飞行时间较长的发动机来说,使用2D或3D织物增强绝热层可以有效抵抗高能粒子及气体长时间的冲刷。纤维表面处理对纤维与基体界面以及复合材料综合性能有直接影响,对纤维织物改性处理的研究尤其重要。本文首先探讨了三种纤维织物(PI、芳纶F-12、CF)及纤维表面改性方法对三元乙丙橡胶和纤维织物之间粘接性能的影响。经超声和表面刻蚀处理,纤维比表面积和表面能增加,纤维和橡胶之间的机械互锁作用增强;偶联剂在橡胶与纤维之间具有桥连作用,在使用偶联剂处理前对纤维进行表面预处理可以使剥离强度进一步提高。以NaOH和1.0%KH550处理PI以后,和4045剥离强度达到3.7N/mm,破坏形式表现为橡胶的破坏;胶粘剂在纤维织物与橡胶基体之间产生的扩散、吸附和共交联作用对两者粘接性能的改善较明显,在胶粘剂处理前分别对F-12和PI进行TDI接枝和碱刻蚀预处理可以提高纤维表面活性基团,胶粘剂粘接效果更明显。4045/F-12 和 4045/PI 剥离强度分别达到了 6.5N/mm 和 4.2N/mm。综合考虑每种改性方法的粘接性能和加工性能,选择合适的改性方法对织物进行改性,以真空袋成型方式制备纤维增强弹性体绝热材料。探讨了纤维种类和表面改性对复合绝热材料力学性能、耐烧蚀性能和炭层结构的影响。F-12纤维经过BK-40处理以后,与EPDM橡胶基体粘接性能提升,力学性能进一步提升,拉伸样条未发生断裂。烧蚀性能有所改善(0.108mm/s),炭层中有橡胶基体残留;PI纤维经过碱刻蚀处理后,酰亚胺环水解,杂环共振效应减弱,力学性能和耐烧蚀性能稍有下降。但PI和EPDM粘接性能得到改善,EPDM/PI烧蚀炭层中有基体残留;PI经过BaF/4045浸渍处理后,PI和基体粘接力提高,力学性能(43.1MPa)和耐烧蚀性能(0.073mm/s)稍有改善,EPDM/PI烧蚀炭层中有橡胶基体残留;CF属于无机纤维,具有脆性大、加工过程易破裂的缺点,故EPDM/CF拉伸强度相对较低(31.9MPa)。同时,CF具有耐高温、低密度、高比强度及高比模量的优点,耐冲刷性能和固碳作用良好,EPDM/CF烧蚀率最低(0.020mm/s)。但和三元乙丙基体结合力较弱,EPDM/CF烧蚀炭层中无橡胶基体残留。
谢非[10](2018)在《γ-射线辐照强化F-3A芳纶纤维及表面活化改性研究》文中研究表明芳纶纤维具有密度小、强度高、模量大、比硬度大、耐腐蚀、耐磨损、热稳定性好、低电导等诸多优良特性,作为高性能增强材料被广泛应用于航空、航天、军事以及民用等领域。但由于芳纶纤维具有独特的“皮-芯”结构,且芳纶纤维表面光滑、惰性,导致复合材料界面结合性能差,这两方面因素制约了芳纶纤维在航空航天等军事领域中的应用。因此我国发展高科技武器装备迫切需要针对芳纶纤维结构调整、界面优化等难题开展基础研究工作。针对国产芳纶F-3纤维的皮芯结构及表面惰性的表面微区特性,采用高能辐照技术对芳纶纤维进行改性处理,改善纤维皮芯结构,活化纤维表面,提高纤维增强树脂界面粘合强度。在此基础上,采用辐照接枝技术处理芳纶纤维,通过接枝不同活性基团,增加纤维表面活性,提高芳纶纤维在树脂中的润湿性、粘附性,并且研究高能辐照对芳纶纤维表面微区及其复合材料界面的作用机制。利用γ射线辐照处理F-3A,当辐照剂量率为6kGy.h-1时,纤维的特性粘度最大,拉伸强度提高9.61%,表面粗糙度和表面能也有所提高,纤维增强树脂复合材料的ILSS和IFSS得到了明显的改善。当辐照强度为600kGy时,纤维的各性能达到最优,复合材料的界面性能得到明显优化,确定6kGy.h-1、600kGy为国产芳纶纤维F-3A最佳辐照处理工艺。对比研究辐照处理和辐照接枝1,4-二氯丁烷处理的F-3A纤维的力学拉伸强度和形变位移变化,认为F-3A纤维在拉伸断裂时,其断裂形式为先“皮”层后“芯”部的破坏方式,同时经过辐照处理后纤维内部产生明显的交联反应,分子间作用力增大,且提高了皮层结构和芯部的结合强度,“皮-芯”结构得到了改善。1,4-二氯丁烷与F-3A纤维共辐照处理,在高能γ射线辐照作用下,1,4-二氯丁烷接枝到纤维表面,并在纤维表面引发化学反应。接枝处理后纤维的ILSS最高可大54.51MPa,IFSS可达到46.56MPa。采用氨水/无水乙醇溶液对辐照接枝1,4二氯丁烷的Cl-Afs纤维进行直接氨化反应,制备氨基化的F-3A纤维。实验结果表明,氨基化反应成功将-Cl转化为-NH2结构。A-Afs纤维的表面能大大提高,且纤维增强树脂复合材料界面剪切强度可以提高至51.09MPa,复合材料界面破坏从界面处转移至树脂基体和纤维表面。但氨基化过程中伴随纤维碱解反应,降低纤维力学强度。采用NaOH溶液对Cl-Afs纤维进行羟基化处理,在纤维表面引入-OH。将APS和OH-Afs反应制备APS接枝的F-3A纤维,从而在纤维表面引入氨基基团。实验结果表明,APS均匀涂覆在纤维表面,纤维表面的沟槽几乎消失,APS接枝对纤维起到修复作用。APS-Afs同树脂在复合材料界面处产生化学交联,改善复合材料的界面性能。APS-Afs增强复合材料的IFSS可达到54.87MPa。芳纶纤维和丙烯腈单体共辐照处理,利用γ射线的高穿透性和无选择性的特点,同时活化纤维和丙烯腈单体,制备聚丙烯腈接枝的芳纶纤维。由于共辐照处理,丙烯腈单体在纤维表面引发自由基聚合,生成的聚丙烯腈以尺寸为200nm的颗粒形式黏附在纤维表面。F-3A表面的PAN颗粒可以提高纤维与树脂基体间的界面机械铆合作用,改善纤维增强树脂复合材料的界面结合性能。PAN2-Afs纤维增强树脂复合材料的界面剪切强度达到了62.31MPa,增加了71.50%,纤维增强树脂界面性能大幅度提高。
二、水解/接枝处理对F-12纤维/环氧复合材料力学性能的影响(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、水解/接枝处理对F-12纤维/环氧复合材料力学性能的影响(论文提纲范文)
(1)芳纶纤维/环氧树脂复合材料的湿热老化性能及改性研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景与意义 |
1.2 湿热老化研究进展 |
1.2.1 纤维湿热老化研究现状 |
1.2.2 树脂湿热老化研究现状 |
1.2.3 复合材料湿热老化研究现状 |
1.3 芳纶纤维及其改性研究进展 |
1.3.1 芳纶纤维及其结构 |
1.3.2 芳纶纤维改性研究进展 |
1.4 本文的主要研究内容 |
第2章 实验方法与测试方法 |
2.1 实验原料及仪器设备 |
2.1.1 实验原料 |
2.1.2 仪器设备 |
2.2 实验方法 |
2.2.1 芳纶纤维的预处理 |
2.2.2 己二酰氯苯溶液的浸渍改性 |
2.2.3 二氯丁烷浸渍改性 |
2.2.4 超临界二氧化碳改性 |
2.2.5 处理后芳纶纤维清洗与干燥 |
2.2.6 芳纶纤维/环氧树脂复合材料的制备 |
2.2.7 湿热老化处理 |
2.3 测试与表征方法 |
2.3.1 扫描电子显微镜 |
2.3.2 原子力显微镜 |
2.3.3 傅里叶红外光谱 |
2.3.4 X射线光电子能谱 |
2.3.5 X射线衍射分析 |
2.3.6 纤维表面能测试 |
2.3.7 纤维单丝拉伸强度测试 |
2.3.8 复合材料纤维压痕直径测试 |
2.3.9 纤维/树脂界面剪切强度测试 |
2.3.10 复合材料纤维层间剪切强度测试 |
第3章 芳纶纤维/环氧树脂复材湿热老化机理研究 |
3.1 芳纶纤维湿热老化行为研究 |
3.1.1 湿热老化对纤维吸水率的影响 |
3.1.2 湿热老化对纤维化学结构的影响 |
3.1.3 湿热老化对纤维聚集态结构的影响 |
3.1.4 湿热老化对纤维微观形貌的影响 |
3.1.5 芳纶纤维耐湿热老化性质的理论分析研究 |
3.2 环氧树脂湿热老化行为研究 |
3.2.1 湿热老化对树脂吸水率的影响 |
3.2.2 湿热老化对树脂结构的影响 |
3.3 芳纶纤维/树脂复合材料湿热老化行为研究 |
3.3.1 湿热老化对芳纶纤维/树脂复合材料吸水率的影响 |
3.3.2 复合材料吸湿模型的建立 |
3.4 不同界面特性对复合材料吸湿行为的影响研究 |
3.4.1 湿热老化过程中界面相对纤维相的保护作用 |
3.4.2 不同界面相影响芳纶纤维/树脂复合材料吸湿行为的研究 |
3.5 芳纶纤维/树脂复合材料界面湿热老化研究 |
3.6 本章小结 |
第4章 己二酰氯苯溶液对纤维及复材湿热老化性能的影响 |
4.1 浸渍处理时间对芳纶纤维结构与性能的影响 |
4.1.1 浸渍处理时间对纤维表面官能团和元素组成的影响 |
4.1.2 浸渍处理时间对纤维形貌的影响 |
4.1.3 浸渍处理时间对纤维结构的影响 |
4.1.4 处理时间对纤维表面能的影响 |
4.1.5 处理时间对纤维单丝拉伸强度的影响 |
4.2 不同浸渍处理温度对芳纶纤维结构与性能的影响 |
4.2.1 处理温度对芳纶纤维表面官能团的影响 |
4.2.2 处理温度对纤维形貌的影响 |
4.2.3 处理温度对芳纶纤维晶体结构影响 |
4.2.4 处理温度对纤维表面能的影响 |
4.2.5 处理温度对纤维单丝拉伸强度的影响 |
4.3 不同己二酰氯苯溶液浓度处理对芳纶纤维结构与性能影响 |
4.3.1 溶液浓度对纤维表面官能团和元素组成的影响 |
4.3.2 溶液浓度对纤维表面形貌的影响 |
4.3.3 溶液浓度对纤维结构的影响 |
4.3.4 溶液浓度对纤维表面能的影响 |
4.3.5 溶液浓度对纤维单丝拉伸强度的影响 |
4.4 芳纶纤维/环氧复合材料界面特性和力学性能 |
4.5 本章小结 |
第5章 超临界二氧化碳环境下二氯丁烷改性对纤维及复材湿热老化性能的影响 |
5.1 二氯丁烷浸渍改性对芳纶纤维的影响 |
5.1.1 二氯丁烷不同温度浸渍对纤维表面形貌的影响 |
5.1.2 二氯丁烷浸渍改性对纤维组成与结构的影响 |
5.1.3 二氯丁烷浸渍改性对纤维性能的影响 |
5.2 超临界二氧化碳对芳纶纤维的影响 |
5.2.1 超临界二氧化碳处理对纤维表面形貌的影响 |
5.2.2 超临界二氧化碳改性对纤维结构的影响 |
5.2.3 超临界二氧化碳改性对纤维性能的影响 |
5.3 二氯丁烷/超临界二氧化碳改性对纤维的影响 |
5.3.1 超临界无拉伸下二氯丁烷改性对芳纶纤维的影响 |
5.3.2 超临界存在拉伸二氯丁烷改性对芳纶纤维结构与性能的影响 |
5.4 二氯丁烷改性对纤维/树脂界面性能及湿热老化性能的影响 |
5.4.1 纯超临界二氧化碳处理纤维对界面及湿热老化性能的影响 |
5.4.2 二氯丁烷改性纤维的复合材料界面及湿热老化性能 |
5.5 本章小结 |
结论 |
创新点 |
展望 |
参考文献 |
攻读博士论文期间发表的论文及其它成果 |
致谢 |
个人简历 |
(2)超低温环氧树脂的增韧改性及其复合材料界面性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
1.2 复合材料低温贮箱的研究现状 |
1.2.1 国外复合材料低温贮箱的研究现状 |
1.2.2 国内复合材料低温贮箱的研究现状 |
1.3 超低温环氧树脂的研究进展 |
1.3.1 超低温环氧树脂力学性能的研究进展 |
1.3.2 超低温环氧树脂增韧的研究进展 |
1.3.3 环氧树脂的线膨胀系数研究进展 |
1.4 超低温CFRP的研究进展 |
1.4.1 超低温CFRP力学性研究进展 |
1.4.2 超低温/室温热循环对CFRP力学性能影响研究进展 |
1.4.3 超低温碳纤维增强改性环氧树脂研究进展 |
1.5 CF/EP复合材料超低温界面性能的研究进展 |
1.5.1 CF/EP复合材料超低温界面强度的研究进展 |
1.5.2 CF/EP复合材料界面热应力的研究进展 |
1.5.3 碳纤维表面修饰的研究进展 |
1.6 本文的主要研究内容 |
第2章 试验材料与试验方法 |
2.1 引言 |
2.2 实验设备与材料 |
2.2.1 实验设备 |
2.2.2 实验材料 |
2.3 材料制备 |
2.3.1 GO-NCC改性环氧树脂的制备 |
2.3.2 GO-ATP化学修饰碳纤维的制备 |
2.4 测试与表征方法 |
2.4.1 力学性能测试 |
2.4.2 性能表征方法 |
第3章 超低温CFRP的力学性能演变机制分析 |
3.1 引言 |
3.2 超低温环氧树脂性能演变规律 |
3.2.1 环氧树脂的拉伸性能和线膨胀系数 |
3.2.2 超低温环氧树脂的应变能密度计算 |
3.2.3 超低温环氧树脂破坏机理分析 |
3.3 超低温CFRP的力学性能分析 |
3.3.1 超低温CFRP的拉伸性能分析 |
3.3.2 超低温CFRP的层间剪切强度分析 |
3.3.3 超低温CFRP的 II型断裂韧性分析 |
3.4 超低温CFRP热应力演变机制分析 |
3.4.1 CFRP单胞模型的建立 |
3.4.2 CFRP的线膨胀系数和热应力预测 |
3.5 本章小结 |
第4章 GO-NCC改性环氧树脂的增韧机理研究 |
4.1 引言 |
4.2 GO-NCC纳米材料的性能表征 |
4.2.1 GO-NCC的形貌分析 |
4.2.2 GO-NCC的化学结构分析 |
4.2.3 GO-NCC的结晶度计算 |
4.3 GO-NCC改性环氧树脂的性能表征 |
4.3.1 GO-NCC的分散性表征 |
4.3.2 GO-NCC改性环氧树脂的红外光谱分析 |
4.3.3 GO-NCC改性环氧树脂的线膨胀系数分析 |
4.4 GO-NCC改性环氧树脂的力学性能分析 |
4.4.1 GO-NCC改性环氧树脂的拉伸性能分析 |
4.4.2 GO-NCC改性环氧树脂的断裂韧性分析 |
4.4.3 GO-NCC改性环氧树脂的增韧机理分析 |
4.5 本章小结 |
第5章 CF/EP复合材料超低温界面性能研究 |
5.1 引言 |
5.2 碳纤维与环氧树脂界面性能的表征 |
5.2.1 碳纤维与环氧树脂界面形貌分析 |
5.2.2 超低温CF/EP复合材料的IFSS分析 |
5.3 超低温CF/EP界面脱粘分析 |
5.3.1 超低温CF/EP界面脱粘能量释放率分析 |
5.3.2 超低温CF/EP界面热应力分析 |
5.4 超低温CF/EP界面数值模拟 |
5.4.1 微滴脱粘三维模型的建立 |
5.4.2 超低温CF/EP界面热应力分布情况分析 |
5.4.3 超低温CF/EP界面脱粘机制分析 |
5.5 本章小结 |
第6章 GO/ATP化学修饰CF/EP界面性能研究 |
6.1 引言 |
6.2 GO/ATP化学修饰碳纤维性能表征 |
6.2.1 CF-GO-ATP的形貌分析 |
6.2.2 CF-GO-ATP的化学结构分析 |
6.2.3 CF-GO-ATP的表面浸润性分析 |
6.3 CF-GO-ATP/EP动态力学性能分析 |
6.4 CF-GO-ATP/EP复合材料IFSS的研究 |
6.4.1 超低温CF-GO-ATP/EP复合材料IFSS分析 |
6.4.2 超低温浸泡对CF-GO-ATP/EP复合材料IFSS的影响 |
6.4.3 超低温/室温热循环对CF-GO-ATP/EP复合材料IFSS影响 |
6.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
致谢 |
个人简历 |
(3)碳纳米管/玄武岩纤维多尺度复合材料的制备与性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究的目的和意义 |
1.2 玄武岩纤维的性能 |
1.3 玄武岩纤维的表面改性研究 |
1.4 复合材料界面理论 |
1.4.1 界面结合方式 |
1.4.2 复合材料的界面效应 |
1.4.3 复合材料的界面理论 |
1.5 玄武岩纤维增强多尺度杂化复合材料的研究进展 |
1.6 主要研究内容 |
第2章 碳纳米管的表面处理及表征 |
2.1 前言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 原料及试剂 |
2.2.2 实验设备 |
2.2.3 碳纳米管的偶联化 |
2.2.4 表征 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 碳纳米管红外光谱 |
2.3.2 反应机理分析 |
2.3.3 分散稳定性 |
2.3.4 MWCNTs的表面形貌 |
2.4 本章小结 |
第3章 碳纳米管/玄武岩纤维接枝多尺度复合材料的制备与性能研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 原料及试剂 |
3.2.2 实验设备 |
3.2.3 多尺度复合材料的制备 |
3.2.4 玄武岩纤维表面及其本体性能的表征 |
3.2.5 多尺度增强体的界面剪切强度测试 |
3.2.6 多尺度复合材料力学性能表征 |
3.2.7 多尺度复合材料热失重测试 |
3.2.8 多尺度复合材料热膨胀系数分析 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 玄武岩纤维表面化学状态表征 |
3.3.2 修饰玄武岩纤维多尺度增强体界面性能 |
3.3.3 多尺度复合材料力学性能 |
3.3.4 多尺度热失重分析 |
3.3.5 多尺度复合材料热膨胀系数分析 |
3.4 本章小结 |
第4章 碳纳米管/玄武岩纤维混杂多尺度复合材料的制备与性能研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 实验原料 |
4.2.2 实验仪器 |
4.2.3 混杂法制备多尺度复合材料 |
4.2.4 测试与表征 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 碳纳米管的分散 |
4.3.2 混杂多尺度复合材料冲击破坏断口形貌 |
4.3.3 混杂多尺度复合材料的弯曲强度 |
4.3.4 混杂多尺度复合材料的冲击强度 |
4.3.5 混杂多尺度复合材料热失重测试 |
第5章 VARTM成型碳纳米管/玄武岩纤维多尺度复合材料的制备与性能研究 |
5.1 引言 |
5.2实验 |
5.2.1 实验原料及仪器 |
5.2.2 碳纳米管/玄武岩纤维多尺度增强体制备及表征 |
5.2.3 碳纳米管/玄武岩纤维多尺度复合材料的制备 |
5.2.4 复合材料力学性能测试 |
5.2.5 复合材料动态机械性能分析 |
5.2.6 复合材料热失重测试 |
5.2.7 复合材料电性能分析 |
5.2.8 复合材料摩擦性能分析 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 玄武岩纤维布表面形貌 |
5.3.2 玄武岩纤维布及多尺度增强体界面化学反应分析 |
5.3.3 增强体浸润性能分析 |
5.3.4 复合材料力学性能 |
5.3.5 复合材料断裂面表观形貌 |
5.3.6 复合材料动态力学性能分析 |
5.3.7 复合材料热失重测试 |
5.3.8 复合材料电性能分析 |
5.3.9 摩擦性能 |
5.4 本章小结 |
第6章 主要结论、创新点与展望 |
6.1 结论 |
6.2 创新点 |
6.3 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
(4)芳纶纤维/环氧树脂复合材料及与EPDM共固化特性的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题的背景及研究目的和意义 |
1.2 芳纶纤维表面改性国内外研究现状 |
1.2.1 芳纶纤维概述 |
1.2.2 芳纶纤维的分类及应用 |
1.2.3 芳纶纤维表面改性研究进展 |
1.3 环氧树脂及三元乙丙橡胶固化行为研究现状 |
1.3.1 环氧树脂固化行为研究进展 |
1.3.2 三元乙丙橡胶固化行为研究进展 |
1.4 本文的主要研究内容 |
第2章 实验部分 |
2.1 实验原料及设备 |
2.1.1 实验原料 |
2.1.2 实验设备 |
2.2 芳纶纤维表面改性 |
2.2.1 芳纶纤维表面预处理 |
2.2.2 芳纶纤维表面磷酸处理 |
2.3 芳纶纤维/环氧树脂复合材料与EPDM共固化体系的制备 |
2.3.1 芳纶纤维/环氧复合材料的制备 |
2.3.2 三元乙丙橡胶的混炼 |
2.3.3 芳纶纤维/环氧树脂复合材料与EPDM共固化体系的制备 |
2.4 芳纶纤维表面改性的表征 |
2.4.1 扫描电子显微镜观察 |
2.4.2 原子力显微镜观察 |
2.4.3 接触角测试 |
2.4.4 X射线光电子能谱分析 |
2.4.5 复合材料层间剪切强度测试 |
2.4.6 单丝拔出测试 |
2.4.7 复合材料弯曲强度测试 |
2.5 芳纶纤维/环氧树脂复合材料与EPDM共固化体系的表征 |
2.5.1 非等温DSC分析 |
2.5.2 三元乙丙橡胶硫化曲线分析 |
2.5.3 剥离强度测试 |
2.5.4 氢核磁共振H-NMR测定 |
2.5.5 热重分析 |
2.5.6 层间剪切强度测试 |
2.5.7 弯曲强度测试 |
第3章 芳纶纤维表面改性的表征 |
3.1 引言 |
3.2 芳纶纤维表面改性的表征 |
3.2.1 扫描电子显微镜观察 |
3.2.2 原子力显微镜观察 |
3.2.3 接触角测试 |
3.2.4 X射线光电子能谱分析 |
3.2.5 单丝拔出测试 |
3.2.6 复合材料层间剪切强度测试 |
3.2.7 复合材料弯曲强度测试 |
3.3 本章小结 |
第4章 芳纶纤维/环氧树脂复合材料与EPDM共固化体系的研究 |
4.1 引言 |
4.2 固化工艺的确定 |
4.2.1 固化剂用量的确定 |
4.2.2 环氧树脂固化非等温DSC分析 |
4.2.3 固化反应动力学研究 |
4.3 三元乙丙橡胶硫化曲线分析 |
4.4 共固化体系中芳纶纤维最佳含量的确定 |
4.5 共固化体系的表征 |
4.5.1 剥离强度测试 |
4.5.2 三元乙丙橡胶氢核磁共振H-NMR测定 |
4.5.3 热重分析 |
4.5.4 层间剪切强度测试 |
4.5.5 弯曲强度测试 |
4.6 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
致谢 |
(5)热致液晶聚芳酯纤维的表面改性及其与环氧树脂复合材料界面粘结性能的研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 前言 |
1.1.1 选题背景 |
1.1.2 TLCPAR纤维的性能 |
1.1.3 TLCPAR纤维的应用 |
1.2 TLCPAR纤维表面改性方法 |
1.2.1 物理改性方法 |
1.2.2 化学改性方法 |
1.2.3 其他改性方法 |
1.3 研究目的及意义 |
1.4 论文的主要内容 |
第2章 氧气等离子体处理TLCPAR纤维表面及复合材料界面性能研究 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验材料 |
2.2.2 实验仪器 |
2.2.3 TCLPAR纤维预处理 |
2.2.4 氧气等离子体处理 |
2.2.5 TLCPAR纤维性能表征方法 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 氧气等离子体处理功率对纤维表面及其复合材料界面粘结性能的影响 |
2.3.2 氧气等离子体处理时间对纤维表面及其复合材料界面粘结性能的影响 |
2.3.3 氧气等离子体处理前后对纤维的EDS能谱分析 |
2.3.4 氧气等离子体处理的时效性分析 |
2.4 本章小结 |
第3章 硅烷偶联剂处理TLCPAR纤维表面及复合材料界面性能研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验材料 |
3.2.2 实验仪器 |
3.2.3 TCLPAR纤维预处理 |
3.2.4 硅烷偶联剂KH-560处理 |
3.2.5 TLCPAR纤维性能表征方法 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 硅烷偶联剂处理对纤维表面及其复合材料界面粘结性能的影响 |
3.3.2 硅烷偶联剂处理前后对纤维表面形貌的影响 |
3.3.3 硅烷偶联剂处理前后对纤维单纤强度的影响 |
3.3.4 硅烷偶联剂处理前后对纤维浸润性能的影响 |
3.3.5 硅烷偶联剂处理前后对纤维的表面元素分析 |
3.3.6 硅烷偶联剂处理前后对纤维表面化学成分分析 |
3.4 本章小结 |
第4章 等离子体辅助硅烷偶联剂改性TLCPAR纤维表面及复合材料界面性能研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 实验材料 |
4.2.2 实验仪器 |
4.2.3 TLCPAR纤维性能表征方法 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 等离子体辅助硅烷偶联剂表面改性对纤维表面形貌的影响 |
4.3.2 等离子体辅助硅烷偶联剂表面改性对纤维单纤强度的影响 |
4.3.3 等离子体辅助硅烷偶联剂表面改性对纤维浸润性能的影响 |
4.3.4 等离子体辅助硅烷偶联剂表面改性对纤维及其复合材料粘结性能的影响 |
4.3.5 等离子体辅助硅烷偶联剂表面改性对纤维的表面元素分析 |
4.3.6 等离子体辅助硅烷偶联剂表面改性对纤维表面化学成分分析 |
4.4 本章小结 |
第5章 全文总结 |
参考文献 |
致谢 |
(6)高性能芳纶纤维的表面修饰及特性对复合材料性能影响的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 芳纶纤维的简介 |
1.2.1 芳纶纤维的结构及组成 |
1.2.2 芳纶纤维的特性 |
1.2.3 对位芳纶纤维的特点及局限性 |
1.3 对位芳纶纤维的表面改性 |
1.3.1 物理改性 |
1.3.2 化学改性 |
1.4 辅助处理工艺在芳纶纤维改性中的应用 |
1.4.1 超声辅助 |
1.4.2 氧化辅助处理 |
1.4.3 超临界CO_2辅助 |
1.5 改性芳纶纤维的界面特性及对复合材料性能的影响 |
1.5.1 改性芳纶纤维的界面层的形成 |
1.5.2 改性芳纶纤维界面层的分析 |
1.5.3 改性芳纶纤维增强复合材料界面层数值分析 |
1.5.4 改性芳纶纤维增强复合材料界面层的表征 |
1.5.5 改性芳纶纤维界面层对复合材料性能的影响 |
1.6 课题的提出、研究意义及研究内容 |
1.6.1 本课题的提出 |
1.6.2 本课题的研究意义 |
1.6.3 本课题的主要研究内容 |
1.7 本课题的拟解决的主要问题 |
1.8 本课题创新点 |
第二章 实验方案及表征方法 |
2.1 实验原材料 |
2.2 实验设备及测试仪器 |
2.3 实验工艺及试样制备过程 |
2.3.1 聚酰胺酸(PAA)制备过程 |
2.3.2 芳纶纤维的高温氧化处理 |
2.3.3 芳纶纤维的聚酰胺酸修饰 |
2.3.4 芳纶纤维的POSS修饰 |
2.3.5 芳纶纤维微滴拉伸试样制备及测试过程 |
2.3.6 AF/SBR复合材料制备过程 |
2.3.7 AF/EP复合材料制备过程 |
2.4 性能测试及表征 |
2.4.1 改性芳纶纤维的测试及表征 |
2.4.2 改性芳纶纤维复合材料的测试及表征 |
第三章 芳纶纤维氧化处理及表面特性的研究 |
3.1 引言 |
3.2 不同热处理介质芳纶纤维的表面特性研究 |
3.2.1 不同介质热处理芳纶纤维TG-DTG分析 |
3.2.2 不同介质热处理芳纶纤维DSC分析 |
3.2.3 空气热处理后芳纶纤维FT-IR分析 |
3.3 不同热处理温度对芳纶纤维表面结构的影响 |
3.3.1 不同温度热处理芳纶纤维表面FT-IR的分析 |
3.3.2 不同温度热处理芳纶纤维表面拉曼光谱分析 |
3.3.3 不同温度热处理芳纶纤维表面XPS分析 |
3.3.4 不同温度热处理芳纶纤维表层聚集态结构分析 |
3.3.5 不同热处理温度下芳纶纤维外观及微观形貌分析 |
3.4 热氧化时间对芳纶纤维结构和性能的影响 |
3.4.1 不同时间热处理芳纶纤维表层外观形貌表征 |
3.4.2 不同时间热处理芳纶纤维FT-IR的分析 |
3.4.3 不同时间处理芳纶纤维表层XRD分析 |
3.4.4 不同时间处理芳纶纤维XPS分析 |
3.4.5 不同时间热处理芳纶纤维微观形貌分析 |
3.4.6 不同时间热处理芳纶纤维单丝拉伸强度分析: |
3.5 本章小结 |
第四章 超临界CO_2辅助Glycidyl-POSS接枝处理对芳纶纤维表面特性的影响 |
4.0 引言 |
4.1 Glycidyl-POSS的接枝处理对芳纶纤维的影响 |
4.1.1 Glycidyl-POSS接枝芳纶纤维FT-IR分析 |
4.1.2 Glycidyl-POSS接枝后芳纶纤维聚集态结构分析 |
4.1.3 Glycidyl-POSS接枝芳纶纤维热重分析 |
4.1.4 Glycidyl-POSS接枝芳纶纤维微商热重分析 |
4.1.5 Glycidyl-POSS接枝芳纶纤维SEM分析 |
4.1.6 不同浓度Glycidyl-POSS接枝处理后芳纶纤维的AFM分析 |
4.1.7 改性芳纶纤维的表面包覆量 |
4.2 超临界CO_2处理对芳纶纤维表层聚集态结构和微观形貌的影响 |
4.2.1 超临界CO_2处理不同时间的芳纶纤维FT-IR分析 |
4.2.2 超临界CO_2处理不同时间芳纶纤维表层聚集态结构分析 |
4.2.3 超临界CO_2处理不同时间芳纶纤维TG分析 |
4.2.4 超临界 CO_2处理不同时间芳纶纤维 DTG 分析 |
4.2.5 超临界CO_2处理不同时间芳纶纤维微观形貌分析 |
4.2.6 超临界CO_2处理不同时间芳纶纤维AFM分析 |
4.2.7 超临界CO_2处理不同时间芳纶纤维单丝拉伸强度分析 |
4.3 超临界CO_2辅助glycidyl-POSS的接枝处理对芳纶纤维表面特性的影响 |
4.3.1 超临界CO_2辅助glycidyl-POSS接枝改性芳纶纤维FT-IR分析 |
4.3.2 超临界CO_2辅助glycidyl-POSS接枝改性芳纶纤维XPS分析 |
4.3.3 超临界 CO_2辅助 glycidyl-POSS 接枝改性芳纶纤维 XRD 分析 |
4.3.4 超临界CO_2辅助glycidyl-POSS接枝改性芳纶纤维TG分析 |
4.3.5 超临界CO_2辅助glycidyl-POSS接枝改性芳纶纤维SEM分析 |
4.3.6 超临界 CO_2辅助 glycidyl-POSS 接枝改性芳纶纤维 AFM 分析 |
4.3.7 改性芳纶纤维的包覆量分析 |
4.3.8 超临界 CO_2辅助 glycidyl-POSS 接枝改性芳纶纤维单丝拉伸强度分析 |
4.4 本章小结 |
第五章 超临界CO_2辅助PAA接枝处理对芳纶纤维表面特性的影响 |
5.1 引言 |
5.2 PAA的接枝处理对芳纶纤维表面特性的影响 |
5.2.1 PAA接枝芳纶纤维FT-IR分析 |
5.2.2 PAA接枝芳纶纤维XPS分析 |
5.2.3 芳纶纤维表面聚酰胺酸酰亚胺化分析 |
5.2.4 PAA接枝芳纶纤维XRD分析 |
5.2.5 PAA接枝芳纶纤维热重分析 |
5.2.6 PAA接枝芳纶纤维SEM分析 |
5.2.7 PAA接枝芳纶纤维AFM分析 |
5.2.8 PAA/芳纶纤维微滴界面剪切强度分析 |
5.2.9 PAA接枝芳纶纤维单丝拉伸强度分析 |
5.2.10 PAA接枝芳纶纤维包覆量分析 |
5.3 超临界CO_2辅助PAA接枝对芳纶纤维表面结构的影响 |
5.3.1 超临界CO_2辅助PAA接枝改性芳纶纤维TG、DTG分析 |
5.3.2 超临界CO_2辅助PAA接枝改性芳纶纤维SEM分析 |
5.3.3 超临界CO_2辅助PAA接枝改性芳纶纤维AFM分析 |
5.3.4 超临界CO_2辅助PAA接枝改性芳纶纤维单丝拉伸强度分析 |
5.3.5 超临界CO_2辅助PAA接枝改性芳纶纤维包覆量分析 |
5.4 本章小结 |
第六章 改性芳纶纤维表面特性对复合材料性能的影响 |
6.1 引言 |
6.2 改性芳纶纤维表面特性对环氧树脂复合材料性能的影响 |
6.2.1 改性芳纶纤维表面形貌 |
6.2.2 改性芳纶纤维的单丝拉伸强度 |
6.2.3 改性芳纶纤维表面特性对环氧树脂复合材料的界面粘合性能的影响 |
6.2.4 改性芳纶纤维/环氧树脂复合材料界面及增强机理 |
6.3 改性芳纶纤维的界面特性对丁苯橡胶复合材料性能的影响 |
6.3.1 改性芳纶纤维/丁苯橡胶硫化曲线分析 |
6.3.2 改性芳纶纤维/丁苯橡胶混炼胶频率扫描分析 |
6.3.3 改性芳纶纤维/丁苯橡胶硫化胶应变扫描分析 |
6.3.5 改性芳纶纤维/丁苯橡胶硫化胶动态力学性能 |
6.3.6 改性芳纶纤维/丁苯橡胶力学性能 |
6.3.7 改性芳纶纤维/丁苯橡胶复合材料的断面形貌分析 |
6.3.8 改性芳纶纤维/丁苯橡胶耐切割性能分析 |
6.3.9 改性芳纶纤维/丁苯橡胶复合材料的相对界面滑脱能 |
6.4 本章小结 |
结论与展望 |
攻读博士学位期间所取得的成果 |
致谢 |
参考文献 |
(7)改性黄麻织物增强格栅夹芯结构的制备和力学性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 木质复合材料夹芯结构研究概述 |
1.2.1 木质复合材料夹芯结构简介 |
1.2.2 木质复合材料夹芯结构的制备工艺 |
1.2.3 木质复合材料夹芯结构力学性能 |
1.3 植物纤维增强复合材料的界面研究概述 |
1.3.1 碱处理 |
1.3.2 偶联剂处理 |
1.3.3 酰化法处理 |
1.4 本文的研究内容和创新点 |
1.4.1 目前研究所存在的问题 |
1.4.2 本文的主要研究内容和方法 |
1.4.3 本文的创新点 |
2 黄麻织物/环氧树脂叠层复合材料的基本性能研究 |
2.1 引言 |
2.2 试验材料与方法 |
2.2.1 试验材料 |
2.2.2 黄麻织物/环氧树脂叠层复合材料的制备 |
2.2.3 研究方法 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 黄麻纤维的形态结构分析 |
2.3.2 黄麻纤维化学成分分析 |
2.3.3 黄麻纤维的热稳定性分析 |
2.3.4 不同织物密度对复合材料的力学性能影响 |
2.3.5 叠层复合材料断裂面的形貌分析 |
2.4 本章小结 |
3 高温蒸煮碱处理对叠层复合材料性能的影响 |
3.1 引言 |
3.2 试验材料与方法 |
3.2.1 试验材料 |
3.2.2 黄麻纤维高温蒸煮碱处理过程和原理 |
3.2.3 研究方法 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 不同碱液浓度处理黄麻纤维的FTIR分析 |
3.3.2 不同碱液浓度处理黄麻纤维成分分析 |
3.3.3 不同碱液浓度处理黄麻纤维的XRD分析 |
3.3.4 不同碱液浓度处理黄麻纤维的SEM分析 |
3.3.5 不同碱液浓度对叠层复合材料力学性能的影响 |
3.3.6 不同碱液浓度处理叠层复合材料断裂面的形貌分析 |
3.4 本章小结 |
4 KH-560接枝处理对叠层复合材料性能的影响 |
4.1 引言 |
4.2 试验材料与方法 |
4.2.1 试验材料 |
4.2.2 KH-560硅烷偶联剂处理过程和原理 |
4.2.3 研究方法 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 不同KH-560处理时长的黄麻纤维FTIR分析 |
4.3.2 不同KH-560处理时长的黄麻纤维XRD分析 |
4.3.3 不同KH-560处理时长的黄麻纤维SEM/EDS分析 |
4.3.4 不同KH-560处理时长的叠层复合材料TG/DTG分析 |
4.3.5 不同KH-560处理时长的叠层复合材料力学性能分析 |
4.3.6 不同KH-560处理时长的叠层复合材料断裂面形貌分析 |
4.4 本章小结 |
5 方格形复合材料格栅央芯结构的平压性能研究 |
5.1 引言 |
5.2 试验材料与方法 |
5.2.1 试验材料 |
5.2.2 方格形夹芯结构的制备和几何尺寸 |
5.2.3 研究方法 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 云杉和叠层复合材料压缩性能分析 |
5.3.2 云杉和叠层复合材料压缩破坏模式分析 |
5.3.3 方格形夹芯结构及芯子平压失效行为分析 |
5.3.4 方格型夹芯结构及芯子的平压承载能力分析 |
5.3.5 方格型夹芯结构及芯子的平压吸能性分析 |
5.4 本章小结 |
6 三种复合材料格栅夹芯梁的弯曲性能研究 |
6.1 引言 |
6.2 试验材料与方法 |
6.2.1 试验材料 |
6.2.2 三种格栅夹芯梁的制备与几何尺寸 |
6.2.3 研究方法 |
6.3 结果与讨论 |
6.3.1 三种格栅夹芯梁的弯曲失效行为分析 |
6.3.2 三种格栅夹芯梁的抗弯承载能力分析 |
6.3.3 三种格栅夹芯梁的弯曲吸能性分析 |
6.3.4 芯层复合材料FTIR分析 |
6.3.5 芯层复合材料XPS分析 |
6.3.6 芯层复合材料断裂面的形貌分析 |
6.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读学位期间发表的学术论文 |
致谢 |
附件 |
(8)多尺度改善UHMWPE纤维/环氧树脂复合材料界面性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 UHMWPE纤维/树脂基复合材料的界面问题 |
1.3 UHMWPE纤维表面改性的研究进展 |
1.3.1 酸碱氧化法 |
1.3.2 等离子处理 |
1.3.3 化学接枝 |
1.3.4 涂覆法 |
1.4 UHMWPE纤维/纳米粒子/树脂基多尺度杂化改性的研究进展 |
1.4.1 协同表面改性UHMWPE纤维/纳米粒子改性树脂基多尺度界面改性的研究进展 |
1.4.2 多尺度杂化改性纤维增强体的研究进展 |
1.5 多尺度杂化改性界面性能的纳米粒子 |
1.5.1 有机聚合物纳米粒子 |
1.5.2 无机纳米粒子 |
1.6 本课题的研究目标与内容 |
1.6.1 本课题的研究目标 |
1.6.2 本课题的研究内容 |
第2章 实验材料与研究方法 |
2.1 实验材料 |
2.2 实验仪器 |
2.3 表面改性前后UHMWPE纤维与GO的表征 |
2.3.1 表面化学组成与结构的表征 |
2.3.2 表面形貌的表征 |
2.3.3 动态接触角与表面能分析 |
2.3.4 表面改性前后的UHMWPE纤维热性能 |
2.4 UHMWPE纤维的力学性能及其复合材料界面的表征 |
2.4.1 UHMWPE纤维的力学性能 |
2.4.2 UHMWPE纤维复合材料的界面剪切强度 |
第3章 协同多尺度改善UHMWPE纤维/环氧树脂复合材料的界面性能研究 |
3.1 前言 |
3.2 功能化聚多巴胺表面改性UHMWPE纤维的制备过程 |
3.2.1 UHMWPE纤维的预处理 |
3.2.2 功能化聚多巴胺表面改性UHMWPE纤维的制备 |
3.3 活化氧化石墨烯的构筑 |
3.3.1 活化氧化石墨烯的制备过程 |
3.3.2 制备原理 |
3.4 改性环氧树脂基体的制备 |
3.5 功能化聚多巴胺涂层改性UHMWPE纤维的性能 |
3.5.1 功能化聚多巴胺涂层改性UHMWPE纤维的表面形貌 |
3.5.2 功能化PDA改性UHMWPE纤维表面的化学组分与含量 |
3.5.3 改性前后UHMWPE纤维的浸润性 |
3.5.4 改性前后UHMWPE纤维的热性能 |
3.5.5 改性前后的UHMWPE纤维的力学性能 |
3.6 活化前后GO的性能 |
3.6.1 活化前后GO的表面组成与含量 |
3.6.2 活化前后GO的结构形态 |
3.6.3 活化前后GO的分散性能 |
3.7 UHMWPE纤维/环氧树脂的界面性能 |
3.7.1 UHMWPE纤维与环氧树脂的兼容性 |
3.7.2 表面改性UHMWPE纤维/环氧树脂的界面性能 |
3.7.3 UHMWPE纤维/改性环氧树脂的界面性能 |
3.7.4 协同改性UHMWPE纤维/环氧树脂的界面性能 |
3.8 UHMWPE纤维/环氧树脂界面微脱粘形貌与增强机理 |
3.9 本章小结 |
第4章 UHMWPE纤维/活化GO多尺度增强体及其复合材料的界面性能研究 |
4.1 前言 |
4.2 UHMWPE纤维/KH550-GO多尺度增强体的制备 |
4.2.1 UHMWPE纤维/KH550-GO多尺度增强体的制备过程 |
4.2.2 制备过程中的参数控制 |
4.2.3 制备原理 |
4.2.4 微珠脱粘样品的制备 |
4.3 UHMWPE纤维/KH550-GO多尺度增强体及其复合材料的界面性能表征 |
4.3.1 UHMWPE纤维/KH550-GO多尺度增强体的表面形貌 |
4.3.2 UHMWPE纤维/KH550-GO多尺度杂化增强体表面的化学组成 |
4.3.3 UMWPE纤维/KH550-GO多尺度增强体/环氧树脂的兼容性 |
4.3.4 UHMWPE纤维/KH550-GO多尺度杂化增强体/环氧树脂的界面强度 |
4.3.5 UHMWPE纤维/环氧树脂复合材料的界面增强机理 |
4.3.6 改性UHMWPE纤维的力学性能 |
4.4 本章小结 |
第5章 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历与攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
(9)纤维织物增强三元乙丙绝热材料的制备与性能研究(论文提纲范文)
学位论文数据集 |
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 内绝热材料概述 |
1.1.1 内绝热材料主要成分 |
1.1.2 内绝热材料烧蚀机理分析 |
1.1.3 内绝热材料性能要求与表征 |
1.1.3.1 绝热材料性能要求 |
1.1.3.2 绝热性能的表征 |
1.2 三元乙丙绝热材料 |
1.2.1 三元乙丙橡胶基体 |
1.2.2 纤维 |
1.2.3 增粘树脂 |
1.2.4 其它功能填料 |
1.3 纤维织物增强橡胶复合绝热材料概述 |
1.3.1 纤维织物编织方式 |
1.3.2 纤维织物增强橡胶复材的制备工艺 |
1.4 橡胶与纤维的粘接 |
1.4.1 粘接理论 |
1.4.2 纤维改性对橡胶纤维粘接性能的影响 |
1.5 研究目的与意义 |
1.6 研究内容与创新之处 |
第二章 织物浸渍工艺对橡胶织物间粘接性能的影响 |
2.1 实验部分 |
2.1.1 主要原材料 |
2.1.2 实验仪器 |
2.1.3 橡胶胶乳和胶片的制备 |
2.1.3.1 三元乙丙胶乳的制备 |
2.1.3.2 液体三元乙丙胶乳的制备 |
2.1.4 测试试样的制备 |
2.1.4.1 液体核磁试样的制备 |
2.1.4.2 剥离样品的制备 |
2.1.5 性能与表征 |
2.1.5.1 液体核磁氢谱 |
2.1.5.2 固体核磁碳谱 |
2.1.5.3 浸渍布上胶量 |
2.1.5.4 无转子硫化仪 |
2.1.5.5 剥离强度 |
2.2 结果与讨论 |
2.2.1 EPDM单体含量及序列结构的计算 |
2.2.1.1 EPDM单体含量的计算 |
2.2.1.2 EPDM序列结构的计算 |
2.2.2 纤维浸渍工艺的探索 |
2.2.3 胶乳浸渍对剥离强度的影响 |
2.3 本章小结 |
第三章 纤维表面处理对橡胶织物间粘接性能的影响 |
3.1 实验部分 |
3.1.1 主要原材料 |
3.1.2 实验仪器 |
3.1.3 橡胶胶乳和胶片的制备 |
3.1.4 纤维表面改性方法 |
3.1.4.1 表面刻蚀处理 |
3.1.4.2 偶联剂处理 |
3.1.4.3 胶粘剂处理 |
3.1.5 测试试样的制备 |
3.1.5.1 红外测试样品的制备 |
3.1.5.2 剥离样条的制备 |
3.1.6 性能与表征 |
3.1.6.1 红外光谱表征 |
3.1.6.2 剥离强度的测试 |
3.2 结果与讨论 |
3.2.1 纤维表面刻蚀对剥离强度的影响 |
3.2.2 纤维偶联剂处理对剥离强度的影响 |
3.2.2.1 偶联剂与橡胶和纤维之间的相互作用 |
3.2.2.2 偶联剂处理纤维红外表征 |
3.2.3 胶粘剂处理对剥离强度的影响 |
3.2.3.1 开姆洛克(CH205)和黑胶(BK-40)对剥离强度的影响 |
3.2.3.2 CH205的稀释对剥离强度的影响 |
3.2.3.3 钡酚醛树脂(BaF)对剥离强度的影响 |
3.2.3.4 纤维表面预处理对剥离强度的影响 |
3.3 本章小结 |
第四章 纤维改性方法对绝热材料性能的影响 |
4.1 实验部分 |
4.1.1 主要原材料 |
4.1.2 实验仪器 |
4.1.3 橡胶胶乳的制备 |
4.1.4 纤维织物的改性 |
4.1.5 复合绝热材料的制备 |
4.1.6 测试试样的制备 |
4.1.6.1 热失重测试样品的制备 |
4.1.6.2 烧蚀样条和力学样条的制备 |
4.1.7 性能与表征 |
4.1.7.1 热失重性能表征 |
4.1.7.2 力学性能表征 |
4.1.7.3 耐烧蚀性能表征 |
4.1.7.4 烧蚀炭层厚度的表征 |
4.1.7.5 扫描电子显微镜表征 |
4.2 结果与讨论 |
4.2.1 几种纤维的热失重性能 |
4.2.2 EPDM复合绝热材料的力学性能 |
4.2.3 EPDM复合绝热材料的耐烧蚀性能 |
4.3 本章小结 |
第五章 结论 |
参考文献 |
致谢 |
研究成果及发表的学位论文 |
导师和作者简介 |
附件 |
(10)γ-射线辐照强化F-3A芳纶纤维及表面活化改性研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景及研究目的和意义 |
1.2 芳纶纤维研究进展 |
1.2.1 PMIA纤维结构与性能 |
1.2.2 PPTA纤维结构与性能 |
1.2.3 对位杂环芳纶纤维结构与性能 |
1.3 芳纶纤维表面改性研究进展 |
1.3.1 化学处理技术研究 |
1.3.2 等离子体处理技术研究 |
1.3.3 超声波处理技术研究 |
1.3.4 物理处理技术研究 |
1.3.5 高能射线处理技术研究 |
1.3.6 其它纤维改性处理技术 |
1.4 聚合物辐射加工及进展 |
1.4.1 辐射源 |
1.4.2 γ 射线辐照原理 |
1.4.3 聚合物辐照加工与应用 |
1.5 本文主要研究内容 |
第2章 实验材料和实验方法 |
2.1 实验材料及主要设备 |
2.1.1 主要实验材料及试剂 |
2.1.2 实验主要仪器设备 |
2.2 芳纶纤维辐照处理工艺 |
2.3 芳纶纤维辐照氯化处理工艺 |
2.4 氯化芳纶纤维氨化处理工艺 |
2.4.1 氯化芳纶纤维氨水氨化处理工艺 |
2.4.2 APS接枝芳纶纤维处理工艺 |
2.5 芳纶纤维接枝聚丙烯腈共辐照处理工艺 |
2.6 芳纶纤维表面结构及性能表征 |
2.6.1 芳纶纤维表面微观形貌表征 |
2.6.2 芳纶纤维表面化学元素组成及基团表征 |
2.6.3 芳纶纤维接触角和表面能分析 |
2.6.4 芳纶纤维单丝拉伸强度表征 |
2.6.5 芳纶纤维特性粘度测定 |
2.6.6 芳纶纤维热稳定性表征 |
2.7 芳纶纤维/环氧树脂复合材料制备和性能表征 |
2.7.1 芳纶纤维/环氧树脂复合材料制备 |
2.7.2 芳纶纤维复合材料界面性能表征 |
第3章 辐照处理对芳纶纤维结构及其复合材料性能的影响 |
3.1 引言 |
3.2 辐照剂量率对F-3A纤维及其复合材料性能的影响 |
3.2.1 辐照剂量率对F-3A纤维表面形貌的影响 |
3.2.2 辐照剂量率对F-3A纤维表面能的影响 |
3.2.3 辐照剂量率对F-3A纤维特性粘度的影响 |
3.2.4 辐照剂量率对F-3A纤维本体强度的影响 |
3.2.5 辐照剂量率对F-3A纤维层间剪切强度的影响 |
3.2.6 辐照剂量率对F-3A纤维界面剪切强度的影响 |
3.3 辐照强度对F-3A纤维及其复合材料界面性能影响 |
3.3.1 F-3A纤维表面形貌分析 |
3.3.2 F-3A纤维表面元素及官能团分析 |
3.3.3 F-3A纤维本体强度及皮芯结构变化 |
3.3.4 F-3A纤维XRD分析 |
3.3.5 辐照强度对F-3A特性粘度的影响 |
3.3.6 辐照强度对F-3A润湿性和表面能的影响 |
3.3.7 辐照强度对F-3A纤维增强复合材料层间剪切强度的影响 |
3.3.8 辐照处理对F-3A增强复合材料界面剪切强度的影响 |
3.4 辐照处理对F-3A纤维本体强度及断裂破坏研究 |
3.5 本章小结 |
第4章 辐照接枝处理对F-3A纤维及其复合材料性能的影响 |
4.1 引言 |
4.2 辐照氯化处理对F-3A纤维及其复合材料性能影响 |
4.2.1 氯化F-3A纤维表面形貌分析 |
4.2.2 氯化F-3A纤维XPS分析 |
4.2.3 氯化F-3A纤维FT-IR分析 |
4.2.4 氯化F-3A纤维表面能变化 |
4.2.5 氯化处理对F-3A纤维增强树脂复合材料层间剪切强度的影响 |
4.2.6 氯化处理对F-3A纤维增强树脂复合材料界面剪切强度的影响 |
4.3 氨基化处理对F-3A纤维及其复合材料性能的影响 |
4.3.1 F-3A纤维氨基化作用机理 |
4.3.2 A-Afs纤维表面形貌 |
4.3.3 A-Afs纤维FT-IR分析 |
4.3.4 A-Afs纤维表面元素分析 |
4.3.5 A-Afs纤维表面能分析 |
4.3.6 氨化处理对F-3A纤维拉伸性能的影响 |
4.3.7 氨化处理对F-3A纤维增强树脂复合材料IFSS的影响 |
4.4 APS接枝对F-3A纤维及其复合材料性能的影响 |
4.4.1 F-3A纤维接枝APS反应机理 |
4.4.2 APS-Afs纤维表面形貌变化 |
4.4.3 APS-Afs纤维FT-IR分析 |
4.4.4 APS-Afs纤维表面元素分析 |
4.4.5 APS-Afs纤维表面能变化 |
4.4.6 APS-Afs纤维拉伸性能变化 |
4.4.7 APS-Afs纤维增强树脂复合材料IFSS |
4.5 两种氨基化处理对比分析及增强作用研究 |
4.6 本章小结 |
第5章 共辐照接枝PAN对 F-3A纤维及其复合材料性能影响 |
5.1 引言 |
5.2 PAN-AFS纤维表面形貌分析 |
5.2.1 PAN-Afs纤维SEM表征分析 |
5.2.2 PAN-Afs纤维AFM表征分析 |
5.3 PAN-AFS纤维表面化学组成分析 |
5.3.1 PAN-Afs纤维FT-IR表征分析 |
5.3.2 PAN-Afs纤维表面元素组成表征分析 |
5.4 PAN接枝处理对纤维性能的影响 |
5.4.1 PAN-AFS纤维表面能表征分析 |
5.4.2 PAN-Afs纤维热稳定性研究 |
5.4.3 PAN接枝处理后F-3A纤维单丝拉伸强度研究 |
5.5 共辐照接枝反应机理 |
5.6 PAN-AFS纤维增强复合材料界面性能与增强作用的研究 |
5.7 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
致谢 |
个人简历 |
四、水解/接枝处理对F-12纤维/环氧复合材料力学性能的影响(论文参考文献)
- [1]芳纶纤维/环氧树脂复合材料的湿热老化性能及改性研究[D]. 贾储源. 哈尔滨工业大学, 2020(02)
- [2]超低温环氧树脂的增韧改性及其复合材料界面性能研究[D]. 闫美玲. 哈尔滨工业大学, 2020(02)
- [3]碳纳米管/玄武岩纤维多尺度复合材料的制备与性能研究[D]. 陈剑楠. 中北大学, 2020(12)
- [4]芳纶纤维/环氧树脂复合材料及与EPDM共固化特性的研究[D]. 熊永健. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [5]热致液晶聚芳酯纤维的表面改性及其与环氧树脂复合材料界面粘结性能的研究[D]. 李梦鸽. 东华大学, 2020(01)
- [6]高性能芳纶纤维的表面修饰及特性对复合材料性能影响的研究[D]. 李杨. 贵州大学, 2020
- [7]改性黄麻织物增强格栅夹芯结构的制备和力学性能研究[D]. 王雪. 东北林业大学, 2020
- [8]多尺度改善UHMWPE纤维/环氧树脂复合材料界面性能研究[D]. 刘向哲. 中国科学院大学(中国科学院宁波材料技术与工程研究所), 2019(01)
- [9]纤维织物增强三元乙丙绝热材料的制备与性能研究[D]. 刘永兴. 北京化工大学, 2019(06)
- [10]γ-射线辐照强化F-3A芳纶纤维及表面活化改性研究[D]. 谢非. 哈尔滨工业大学, 2018(01)