苎麻纤维/玻璃纤维混杂增强不饱和聚酯复合材料的力学性能研究 被引量：7

1

作者 陈旭 张虎 +1 位作者 刘燕峰 益小苏 《玻璃钢／复合材料》 CAS CSCD 北大核心 2015年第11期47-52,共6页

采用真空辅助成型技术(VARI)制备不饱和聚酯为基体的苎麻/玻璃纤维混杂增强复合材料。通过改变层间混杂的铺层方式以及改变两种纤维的相对含量对比其力学性能,从而得到以上两种因素对力学性能的影响方式。结果表明,在相同的混杂比下,层... 采用真空辅助成型技术(VARI)制备不饱和聚酯为基体的苎麻/玻璃纤维混杂增强复合材料。通过改变层间混杂的铺层方式以及改变两种纤维的相对含量对比其力学性能,从而得到以上两种因素对力学性能的影响方式。结果表明,在相同的混杂比下,层间夹芯混杂(玻璃纤维在壳层,苎麻纤维在芯层)铺层的力学性能优于层间夹芯混杂(玻璃纤维在芯层,苎麻纤维在壳层)铺层,而层间交替混杂铺层的力学性能介于两者之间;在相同的铺层方式下,苎麻纤维相对含量与复合材料力学性能存在负相关关系,其中与拉伸性能呈现线性(一次函数)关系,与弯曲性能呈现三次函数关系。 展开更多

关键词 混杂复合材料 不饱和聚酯 苎麻纤维 力学性能

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中温固化松香基环氧树脂碳纤维增强复合材料性能 被引量：4

2

作者 刘燕峰 刘青曼 陈旭 《航空材料学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期63-69,共7页

以生物质松香基马来海松酸酐(MPA)作为固化剂固化石油基E-54、AG-80和014U三种环氧树脂混合物,研究松香基环氧树脂基体及其复合材料的热性能和力学性能,评价其作为先进树脂基复合材料应用在航空飞行器主承力结构件的可能性,拓宽生物质... 以生物质松香基马来海松酸酐(MPA)作为固化剂固化石油基E-54、AG-80和014U三种环氧树脂混合物,研究松香基环氧树脂基体及其复合材料的热性能和力学性能,评价其作为先进树脂基复合材料应用在航空飞行器主承力结构件的可能性,拓宽生物质环氧树脂应用领域。结果表明:固化后的环氧树脂具有较高的力学性能和热失重温度,配方F2树脂固化后玻璃化转变温度为156℃、拉伸强度为82.6 MPa、拉伸模量为3.05 GPa、断裂伸长率为4.2%、5%热分解温度约为370℃;以F2/U3160预浸料制备的复合材料层合板干态玻璃化转变温度为158℃,湿态玻璃化转变温度为123℃,干态力学性能与已经应用于直升机旋翼系统的3261/HT3复合材料性能相当,并具备较高的湿态力学性能保持率。 展开更多

关键词 马来海松酸酐 松香基环氧树脂 复合材料 干态力学性能 湿态力学性能

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苎麻纤维增强复合材料的光老化性能 被引量：5

3

作者 陈旭 刘燕峰 +1 位作者 刘青曼 益小苏 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期98-103,共6页

制备了苎麻织物增强不饱和聚酯复合材料,放置于荧光紫外灯下和氙弧灯下加速老化。测试老化后的弯曲性能,通过弯曲性能的退化规律推断复合材料的老化规律,并通过其他分析手段,研究苎麻织物增强不饱和聚酯复合材料的老化机理。测试结果表... 制备了苎麻织物增强不饱和聚酯复合材料,放置于荧光紫外灯下和氙弧灯下加速老化。测试老化后的弯曲性能,通过弯曲性能的退化规律推断复合材料的老化规律,并通过其他分析手段,研究苎麻织物增强不饱和聚酯复合材料的老化机理。测试结果表明,在荧光紫外灯照射的600 h内,复合材料的力学性能下降约30%;在氙弧灯照射的1200 h内,复合材料的力学性能表现为先上升后下降,再上升又下降的过程,弯曲强度最终下降约12%,并伴随着质量损失、表面黄变以及表面开裂的现象。 展开更多

关键词 苎麻纤维 复合材料 光老化 力学性能

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高温固化松香基环氧树脂碳纤维增强复合材料性能研究 被引量：3

4

作者 刘燕峰 刘青曼 陈旭 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2022年第4期40-44,共5页

为了响应我国碳达峰和碳中和的环境目标,本文将生物质马来海松酸缩水甘油酯环氧树脂、石油基双酚A型环氧树脂E-54和固化剂DDS复配,研究高温固化松香基环氧树脂及其复合材料的热和力学性能。结果表明:固化后的环氧树脂具有较高的力学性... 为了响应我国碳达峰和碳中和的环境目标,本文将生物质马来海松酸缩水甘油酯环氧树脂、石油基双酚A型环氧树脂E-54和固化剂DDS复配,研究高温固化松香基环氧树脂及其复合材料的热和力学性能。结果表明:固化后的环氧树脂具有较高的力学性能和热失重温度,配方DGE树脂固化后玻璃化转变温度为207℃,拉伸强度为87.3 MPa,拉伸模量为3.52 GPa,断裂伸长率为4.38%,5%热分解温度约为297℃;以DGE/CCF300预浸料制备的复合材料层合板干态玻璃化转变温度为207℃,湿态玻璃化转变温度为170℃,干态湿态力学性能与已经应用于飞机结构件的基于5222/HT3复合材料性能相当。 展开更多

关键词 碳达峰和碳中和 马来海松酸缩水甘油酯 环氧树脂 高温固化 复合材料

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加工温度对PP无纺布自增强复合材料性能的影响 被引量：2

5

作者 苑晓洁 蔡烨梦 +3 位作者 陈旭 肖志远 孙树凯 马俊祥 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2023年第8期84-91,共8页

为探究不同热压温度对PP熔喷无纺布(PPNWF)自增强复合材料结晶结构及力学性能的影响,将PPNWF作为预制体通过热压法成功制备了自增强的PP复合材料,并考察了在不同加工温度条件下制备得到试样的结构与性能的关系。扫描电子显微镜及拉伸测... 为探究不同热压温度对PP熔喷无纺布(PPNWF)自增强复合材料结晶结构及力学性能的影响,将PPNWF作为预制体通过热压法成功制备了自增强的PP复合材料,并考察了在不同加工温度条件下制备得到试样的结构与性能的关系。扫描电子显微镜及拉伸测试表明,当加工温度保持在170℃或173℃时,复合材料内部纤维相及基体相之间能够形成较好的界面结合,且纤维相的含量也能维持在较高的水平,内部稳定的增强相在拉伸过程中对基体相的取向产生了显著的抑制,自增强复合材料综合性能优异。差示扫描量热分析及X射线衍射结果表明,随加工温度的进一步升高,材料中高结晶度及取向度的纤维相含量逐渐减少,复合材料总体结晶度下降,主要晶型由取向α晶型逐渐向各向同性α晶型转变,期间伴随少量β晶型的产生与消失。PPNWF中纤维相的熔点在较高加工温度及成型压力下会向高温方向移动,而在177℃及180℃成型的试样在145℃出现的小放热峰对应于β晶型的熔点。且自增强复合材料中基体相在拉伸测试过程中未产生明显取向,因而其在拉伸后的结晶度及晶型较完全熔融的试样能够得到较为良好的保持。 展开更多

关键词 PP 自增强 复合材料 结晶结构

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轨道客车用低成本阻燃复合材料裙板制造技术 被引量：1

6

作者 苑晓洁 陈旭 +3 位作者 蔡烨梦 胡孝才 肖志远 孙树凯 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期62-67,80,共7页

为推进新型阻燃蜂窝夹层结构复合材料在轨道交通领域低成本高效制备,采用有限元仿真设计了一款全高度蜂窝夹层结构复合材料裙板,评估了不同克重国产化阻燃玻纤增强环氧树脂预浸料制备的蜂窝夹层结构裙板性能和直接成本、成型方式对成型... 为推进新型阻燃蜂窝夹层结构复合材料在轨道交通领域低成本高效制备,采用有限元仿真设计了一款全高度蜂窝夹层结构复合材料裙板,评估了不同克重国产化阻燃玻纤增强环氧树脂预浸料制备的蜂窝夹层结构裙板性能和直接成本、成型方式对成型裙板质量的影响、胶膜对蜂窝夹层结构复合材料阻燃性能的影响。结果表明:综合制造周期、模具成本、人工成本和设备成本,相比于模压工艺、真空袋压工艺成本较低。通过使用阻燃胶膜制备的夹层复合材料的燃烧热释放较普通胶膜得到显著延迟,改善复合材料的阻燃性能并减少燃烧有毒气体的释放。使用大克重的预浸料(EW600),会对复合材料的拉伸弹性模量产生约20%的劣化,但其压缩及层间剪切性能得到提高;裙板的单件质量为8.57 kg,较传统片状模塑料(SMC)工艺制备得到复合材料裙板实现了33.01%的减重,制造成本相当;裙板的直接成本为1033.37元/m^(2),较EW300的1208.4元/m^(2)降低了14.5%,在满足使用要求的基础上大克重预浸料的使用有助于进一步降低复合材料裙板的制造成本。总的来看,采用真空袋压工艺并选用大克重阻燃玻纤增强环氧树脂预浸料和阻燃胶膜,有助于轨道交通用蜂窝夹层结构复合材料的降本增效。 展开更多

关键词 轨道客车 夹层结构 复合材料 阻燃 力学性能

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织物处理工艺对苎麻纤维增强复合材料力学性能的影响 被引量：1

7

作者 陈旭 刘燕峰 +1 位作者 刘青曼 益小苏 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2017年第12期59-63,共5页

选取了几种不同处理工艺制作的苎麻织物,分别对比其化学组成、单丝拉伸性能,以及对比苎麻纤维增强复合材料的力学性能,最终找到最佳的增强材料用苎麻纤维织物的处理方法。结果表明:苎麻纤维被处理的越细,对纤维的力学性能损伤就越大;省... 选取了几种不同处理工艺制作的苎麻织物,分别对比其化学组成、单丝拉伸性能,以及对比苎麻纤维增强复合材料的力学性能,最终找到最佳的增强材料用苎麻纤维织物的处理方法。结果表明:苎麻纤维被处理的越细,对纤维的力学性能损伤就越大;省去去毛以及漂白工艺,可以使复合材料力学性能有一定程度的提高;生物酶脱胶处理工艺对环境影响更小,而且与化学脱胶相比,纤维的力学性能和复合材料的力学性能基本持平。 展开更多

关键词 苎麻织物处理 苎麻纤维 复合材料 力学性能

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二维三轴编织复合材料的开孔静力学性能及失效行为

8

作者 苑晓洁 陈旭 +3 位作者 肖志远 蔡烨梦 孙树凯 马俊祥 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期119-124,共6页

为考察典型二维三轴编织复合材料(2DTBC)在开孔条件下的静力学性能及失效机理,采用机器人辅助二维三轴编织及真空树脂灌注工艺成型制备了2DTBC试样,并分别考察了其在开孔拉伸(OHT)、开孔压缩(OHC)、单钉单剪(SBS)及单钉双剪(SBD)四种典... 为考察典型二维三轴编织复合材料(2DTBC)在开孔条件下的静力学性能及失效机理,采用机器人辅助二维三轴编织及真空树脂灌注工艺成型制备了2DTBC试样,并分别考察了其在开孔拉伸(OHT)、开孔压缩(OHC)、单钉单剪(SBS)及单钉双剪(SBD)四种典型开孔静力测试下的力学响应及失效行为。结果表明:较传统层合板而言,2DTBC的开孔性能保持率显著提高,轴向及横向开孔拉伸强度保持率分别达到94.77%和96.88%,轴向及横向开孔压缩强度保持率分别达到93.25%和82.74%。OHT试样的失效模式表现为纤维束断裂、纤维束拉拔损伤、基体破坏和界面分层损伤。OHC试样的失效模式表现为纤维束屈曲失效、分层损伤和基体破坏。SBS及SBD试样的失效模式主要表现为螺钉连接处的分层、纤维束开裂及基体破坏,且试样在达到载荷峰值后没有立即失效,表现出了较好的能量吸收能力。 展开更多

关键词 二维三轴编织复合材料 开孔性能 失效模式

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Cr3C2添加剂对ZrB2-SiC复合陶瓷性能的影响

9

作者 李麒 喻彪 +2 位作者 郭丰伟 曹腊梅 益小苏 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期78-84,共7页

以1700℃放电等离子烧结(SPS)制备得到不同Cr_3C_2含量(0%,5%,10%,20%,体积分数)的ZrB2-SiC复合陶瓷,研究Cr_3C_2含量对陶瓷力学性能及1500℃氧化行为的影响。结果表明:在烧结过程中Cr_3C_2与基体相发生反应,减少了材料内部缺陷;随着Cr_... 以1700℃放电等离子烧结(SPS)制备得到不同Cr_3C_2含量(0%,5%,10%,20%,体积分数)的ZrB2-SiC复合陶瓷,研究Cr_3C_2含量对陶瓷力学性能及1500℃氧化行为的影响。结果表明:在烧结过程中Cr_3C_2与基体相发生反应,减少了材料内部缺陷;随着Cr_3C_2含量由0%增加至20%,陶瓷的硬度由12.6GPa提升至15.8GPa,断裂韧度由4.9MPa·m1/2提升至6.7MPa·m1/2;添加10%Cr_3C_2时,室温弯曲强度提升至708MPa,在1500℃空气中氧化10h增重<10mg/cm2,氧化层厚度达到最低160μm,抗氧化性能大幅度提升。 展开更多

关键词 陶瓷 SPS ZRB 2-SiC Cr 3C 2 抗氧化

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生物质中温热熔预浸料用环氧树脂体系 被引量：4

10

作者 张旭锋 余金光 +1 位作者 韦家虎 益小苏 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期96-101,共6页

采用生物质松香酸酐固化剂,通过配方设计和筛选,由配方体系成膜性、胶膜储存期、胶膜状态及DSC测试初步确定生物质环氧树脂体系的配方组成环氧树脂/固化剂/促进剂的质量比为100/60/3~4。由动态/稳态DSC测试和锥板旋转黏度计对体系的固... 采用生物质松香酸酐固化剂,通过配方设计和筛选,由配方体系成膜性、胶膜储存期、胶膜状态及DSC测试初步确定生物质环氧树脂体系的配方组成环氧树脂/固化剂/促进剂的质量比为100/60/3~4。由动态/稳态DSC测试和锥板旋转黏度计对体系的固化特征温度和黏度-温度-时间特性进行研究,结果确定树脂体系可在120~140℃完成固化,热熔法预浸温度范围60~85℃,其黏度在1500~5000mPa·s,其中70℃操作时间达180min。最后由红外光谱和DSC对生物质环氧体系的固化反应机理进行了研究。 展开更多

关键词 生物质 环氧树脂 中温固化 热熔预浸

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基于松香酸酐的生物质环氧树脂体系流变特性 被引量：4

11

作者 张旭锋 黎迪辉 +2 位作者 齐僖 仝建峰 益小苏 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期98-104,共7页

黏度是热固性树脂基体加工成型中主要的流变学参数。采用锥板旋转黏度计分别检测树脂体系在动态和稳态下的黏度-温度曲线和黏度-时间曲线,并根据优化改进的六参数双Arrhenius方程研究基于松香酸酐的生物质树脂体系的流变特性,分别由黏... 黏度是热固性树脂基体加工成型中主要的流变学参数。采用锥板旋转黏度计分别检测树脂体系在动态和稳态下的黏度-温度曲线和黏度-时间曲线,并根据优化改进的六参数双Arrhenius方程研究基于松香酸酐的生物质树脂体系的流变特性,分别由黏度相对方程的指数形式和对数形式拟合获得反应速率常数K和指前因数A,建立两种黏度模型。由对数形式拟合获得的黏度模型与实验测试值的吻合程度要优于用指数型关系式获得的黏度模型。流变模型揭示了生物质树脂体系在不同工艺条件(T,t)下的黏度变化规律,为复合材料制造过程中工艺参数的优化提供必要的科学依据。 展开更多

关键词 生物质 环氧树脂 流变学 模拟研究

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基于松香酸酐的生物质树脂基体湿热性能研究 被引量：2

12

作者 黎迪晖 仝建峰 +1 位作者 张旭锋 益小苏 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2021年第1期85-91,共7页

研究了室温和70℃条件下松香酸酐生物质树脂基体(AGMP3600)在蒸馏水和海水中的吸水性能,通过经典Fick模型模拟了树脂基体的水吸收过程,并与双氰胺固化环氧树脂基体(AP2300)的吸水性能进行了对比,对吸水前后试样的动态力学性能及微观形... 研究了室温和70℃条件下松香酸酐生物质树脂基体(AGMP3600)在蒸馏水和海水中的吸水性能,通过经典Fick模型模拟了树脂基体的水吸收过程,并与双氰胺固化环氧树脂基体(AP2300)的吸水性能进行了对比,对吸水前后试样的动态力学性能及微观形貌进行了分析。结果表明AGMP3600具有较好的耐水性能,在70℃海水环境中的准平衡吸水率为2.01%,扩散系数为1.77×10^-6 mm^2/s,AP2300准平衡吸水率为6.60%,扩散系数为0.46×10^-6 mm^2/s。AGMP3600浇注体储能模量随浸泡时间增加先下降后上升,力学损耗对应的峰值温度(Tg)随浸泡时间增加略有降低;AP2300浇注体随树脂浸泡时间增加,储能模量和玻璃化转变温度Tg都有所下降。由显微金相照片可看出水吸收对AGMP3600树脂微孔破坏程度小,而AP2300树脂由于水吸收率高,微孔孔隙增大、增多。 展开更多

关键词 生物质树脂 松香酸酐 环氧树脂 水吸收与扩散 复合材料

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阻燃植物纤维蜂窝芯制备及性能研究 被引量：2

13

作者 刘燕峰 刘青曼 陈旭 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2022年第6期76-80,128,共6页

为了响应我国碳达峰和碳中和的环境目标并提高蜂窝芯的性价比,本文采用木纤维纸和混杂纤维纸制备蜂窝芯材,研究蜂窝芯的制备工艺、阻燃性能、力学性能和水迁移性能。结果表明:当阻燃剂与纸张的重量比约为6%时,48 kg/m^(3)体密度的木纤... 为了响应我国碳达峰和碳中和的环境目标并提高蜂窝芯的性价比,本文采用木纤维纸和混杂纤维纸制备蜂窝芯材,研究蜂窝芯的制备工艺、阻燃性能、力学性能和水迁移性能。结果表明:当阻燃剂与纸张的重量比约为6%时,48 kg/m^(3)体密度的木纤维纸蜂窝芯和混杂纤维纸蜂窝芯都具有优异的阻燃性能,平均自熄时间为0 s,平均烧焦长度分别为79 mm和51 mm,滴落物平均燃烧时间为0 s,能够满足HB 5469-91垂直燃烧阻燃性能要求;木纤维纸蜂窝芯和混杂纤维纸蜂窝芯在常温下稳态平面压缩强度分别为1.64 MPa和1.75 MPa,L向剪切强度分别为1.02 MPa和1.08 MPa,W向剪切强度分别为0.53 MPa和0.61 MPa。 展开更多

关键词 碳达峰和碳中和 木纤维纸蜂窝芯 混杂纤维纸蜂窝芯 阻燃性能 水迁移性能 复合材料

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植物纤维纸蜂窝的性能研究 被引量：3

14

作者 余金光 马兴运 +2 位作者 张旭锋 李瑞敏 益小苏 《航空制造技术》 2018年第10期80-83,共4页

以植物纤维纸为原材料制备了正六边形纸蜂窝,测试了其力学性能、阻燃性能以及吸水性能,并用金相显微镜观察了蜂窝芯截面微观结构。结果表明植物纤维纸蜂窝芯的压缩强度和L向剪切强度低于间位芳纶纸蜂窝,但满足Q/6S 1015-2005标准的指标... 以植物纤维纸为原材料制备了正六边形纸蜂窝,测试了其力学性能、阻燃性能以及吸水性能,并用金相显微镜观察了蜂窝芯截面微观结构。结果表明植物纤维纸蜂窝芯的压缩强度和L向剪切强度低于间位芳纶纸蜂窝,但满足Q/6S 1015-2005标准的指标;植物纤维纸蜂窝平均烧焦长度35mm,D_(m,240)为16.2;规格1.83-48的蜂窝芯吸湿率为5.5%,吸湿后压缩强度保持率为87.6%;植物蜂窝芯的树脂浸入到纸张内部,导致蜂窝孔壁厚度比芳纶蜂窝薄,节点处胶柱面积小。 展开更多

关键词 植物纤维纸蜂窝 力学性能 阻燃性能 吸湿率 微观形貌

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植物纤维纸蜂窝制备的环境影响评价 被引量：1

15

作者 董少策 李承高 +1 位作者 张旭锋 咸贵军 《中国塑料》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期108-115,共8页

利用CML环境影响评价方法,研究并比较了植物纤维纸蜂窝和传统芳纶纸蜂窝制备的环境影响。结果表明,针对所涉及的11个环境影响指标,植物纤维纸蜂窝低于芳纶纸蜂窝0.68%~49.41%;权重化结果表明,植物纤维纸蜂窝制备环境影响总体低于芳纶纸... 利用CML环境影响评价方法,研究并比较了植物纤维纸蜂窝和传统芳纶纸蜂窝制备的环境影响。结果表明,针对所涉及的11个环境影响指标,植物纤维纸蜂窝低于芳纶纸蜂窝0.68%~49.41%;权重化结果表明,植物纤维纸蜂窝制备环境影响总体低于芳纶纸蜂窝18.77%;制备芳纶纸蜂窝的环境影响主要来自于芳纶纸和电能的消耗;制备植物纤维纸蜂窝的环境影响主要来自于混杂纸和电能的生产。 展开更多

关键词 环境影响评价 生命周期评价 植物纤维纸蜂窝 芳纶纸蜂窝 蜂窝制备

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