模压成型关键工艺参数对连续碳纤维增强聚苯硫醚复合材料成型质量与力学性能的影响

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作者 林鸿宇 杨洋 +1 位作者 王孝军 杨杰 《高分子材料科学与工程》 北大核心 2025年第6期105-115,共11页

文中以碳纤维增强聚苯硫醚单向预浸带(CF/PPS)为研究对象,对其低成本模压成型工艺进行了初步探索,通过模压成型制备了CF/PPS复合材料,采用金相显微镜分析和力学性能测试探究了不同成型工艺对准各向同性复合材料层合板成型质量及力学性... 文中以碳纤维增强聚苯硫醚单向预浸带(CF/PPS)为研究对象,对其低成本模压成型工艺进行了初步探索,通过模压成型制备了CF/PPS复合材料,采用金相显微镜分析和力学性能测试探究了不同成型工艺对准各向同性复合材料层合板成型质量及力学性能的影响。结果表明,当成型温度为320℃,成型压力为0.9 MPa,保压时间为15 min时,CF/PPS层合板质量缺陷最少,力学性能优异。从机理上分析了成型工艺对纤维增强复合材料结构的影响,进而对性能的影响。结果表明,较低的成型温度、成型压力和保压时间使得树脂在Z轴方向上流动不充分,导致层间固结程度低;而过高的成型温度和成型压力会加强树脂的横向流,导致出现了纤维屈曲、相邻层间纤维夹角变化等现象,对CF/PPS层合板的成型质量产生不利影响。研究结果可为CF/PPS热塑性复合材料应用于航空结构的材料和工艺选择提供基础数据和技术参考。 展开更多

关键词 热塑性复合材料 模压成型 聚苯硫醚 力学性能 成型工艺 质量缺陷

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碳纤维增强聚苯硫醚复合材料在不同服役环境下湿热老化行为

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作者 卿晓婷 杨洋 +6 位作者 王旭 杨家操 董园 林鸿宇 卫志美 杨杰 王孝军 《高分子材料科学与工程》 北大核心 2025年第7期131-138,共8页

碳纤维增强聚苯硫醚(PPS/CF)复合材料因其优异的力学性能、加工性能等优点而受到广泛应用,但是服役环境中的温度及湿度会对复合材料的性能产生影响,严重影响其使用中的安全性及稳定性。因此,文中针对PPS/CF复合材料在海水、冷却液及碱... 碳纤维增强聚苯硫醚(PPS/CF)复合材料因其优异的力学性能、加工性能等优点而受到广泛应用,但是服役环境中的温度及湿度会对复合材料的性能产生影响,严重影响其使用中的安全性及稳定性。因此,文中针对PPS/CF复合材料在海水、冷却液及碱溶液环境中的湿热老化进行了研究。发现复合材料在3种环境中吸湿速率随温度的升高而增加,平衡吸湿率也随之增加,吸湿率的增加导致复合材料的力学性能衰减严重,冲击强度衰减可达30%。差示扫描量热分析、热重分析和红外分析结果表明,复合材料在湿热老化过程中热性能及化学结构没有发生变化。微观分析发现,湿热老化后,复合材料力学性能衰减是由于碳纤维与树脂基体之间发生了界面退化,无法有效传递应力。 展开更多

关键词 聚苯硫醚 复合材料 碳纤维 湿热老化 力学性能

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锂离子电池用PP基复合集流体的制备与性能研究

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作者 廖春丽 黄迎 刘新刚 《塑料工业》 北大核心 2025年第11期29-35,共7页

聚丙烯(PP)/铜(Cu)复合膜具有轻质、低成本与电导率高等优异性能,被用于替代传统金属Cu箔集流体,但现有的PP/Cu复合膜存在PP与Cu之间黏附性差以及镀铜工艺复杂等关键问题。针对上述问题,本文采用碳纳米管(CNT)改性PP基体,并结合水电镀... 聚丙烯(PP)/铜(Cu)复合膜具有轻质、低成本与电导率高等优异性能,被用于替代传统金属Cu箔集流体,但现有的PP/Cu复合膜存在PP与Cu之间黏附性差以及镀铜工艺复杂等关键问题。针对上述问题,本文采用碳纳米管(CNT)改性PP基体,并结合水电镀工艺直接制备PP/Cu复合膜。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、原子力显微镜等表征手段系统地研究了CNT的含量对导电膜的电导率、表面形貌以及对电镀铜效果的影响。结果表明,CNT的引入显著提高了PP膜的电导率,可直接通过电镀工艺在复合膜表面形成均匀铜层。同时,CNT诱导的表面粗糙度与极性基团协同作用,显著提升了PP基体与Cu之间的附着力。当CNT的质量分数为20%时,PP/Cu复合膜的电导率高达1.13×10^(7)S/m,剥离强度>3.5 N/cm,使用其组装的锂离子电池兼具优异的倍率性能和循环稳定性能。 展开更多

关键词 复合集流体 聚丙烯 碳纳米管 电镀铜 锂离子电池

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我国聚乳酸产业发展现状及对策建议

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作者 胡彪 黄吉东 +1 位作者 苑凯 陈宁 《塑料工业》 北大核心 2025年第11期10-16,41,共8页

聚乳酸是优良的生物基可降解塑料,已经在膜、注塑件和纤维等产品的制造方面得到应用,但是由于多种原因的作用致使产业发展缓慢。本文分析了国内聚乳酸产业的现状和在产品成本、环保排放等方面存在的问题及原因。提出了以国家现行的限塑... 聚乳酸是优良的生物基可降解塑料,已经在膜、注塑件和纤维等产品的制造方面得到应用,但是由于多种原因的作用致使产业发展缓慢。本文分析了国内聚乳酸产业的现状和在产品成本、环保排放等方面存在的问题及原因。提出了以国家现行的限塑、农膜污染治理和生活垃圾焚烧处理的政策环境为指导,近期聚焦服务于生物可降解农用地膜的市场定位,通过立足于绿电丰富地区、接近玉米产区与农膜主要使用地区的产业布局,实现基于成本领先的聚乳酸产业发展战略,同时提出了全生命周期的污染控制、降解行为控制等方面的技术配套,为我国聚乳酸产业的振兴发展提供了一种参考对策。 展开更多

关键词 生物可降解塑料 聚乳酸 产业布局 农用塑料薄膜 对策

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双向拉伸聚丙烯/钛白粉复合薄膜的力学与遮盖性能同步增强

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作者 杜全佳 郭少云 李春海 《高分子材料科学与工程》 北大核心 2025年第6期69-76,共8页

传统聚合物合成纸内部存在大量孔隙结构,导致遮盖性能和力学性能难以兼顾,文中以聚丙烯(PP)和钛白粉(TiO_(2))为原料,采用熔融共混结合同步双向拉伸工艺制备了无孔双向拉伸PP/TiO_(2)复合薄膜,实现了PP/TiO_(2)复合薄膜力学和遮盖性能... 传统聚合物合成纸内部存在大量孔隙结构,导致遮盖性能和力学性能难以兼顾,文中以聚丙烯(PP)和钛白粉(TiO_(2))为原料,采用熔融共混结合同步双向拉伸工艺制备了无孔双向拉伸PP/TiO_(2)复合薄膜,实现了PP/TiO_(2)复合薄膜力学和遮盖性能的同步提升。结果表明,双向拉伸可有效改善TiO_(2)的分散,小粒径和高折射率的TiO_(2)在PP基体内部能有效散射可见光,同时可促进PP结晶进而提高PP/TiO_(2)复合薄膜的模量。经过3×3双向拉伸,与纯PP相比,TiO_(2)质量分数为5%的PP/TiO_(2)复合薄膜的遮光率由9.2%提升至87.5%;模量由1531 MPa提升至1971 MPa,提升幅度为29%。此外,适当增大双向拉伸倍率,可显著提高PP/TiO_(2)复合薄膜的拉伸强度、撕裂强度和模量。为兼具高力学性能和高遮盖性能的薄膜型合成纸的开发研制提供了理论依据与实践参考。 展开更多

关键词 聚丙烯 钛白粉 双向拉伸 遮盖性能 力学性能

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脱氟试剂对聚偏二氟乙烯衍生碳结构及其电磁屏蔽性能的影响

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作者 梁厚铧 涂友雷 +2 位作者 夏明欣 沈佳斌 郭少云 《高分子材料科学与工程》 北大核心 2025年第6期144-152,共9页

制备聚偏二氟乙烯(PVDF)衍生碳纳米纤维通常需要在碳化前脱氟处理以稳定结构。文中选择氢氧化钠(NaOH)、己二胺(HDA)和1,4-苯二甲胺(XDA)处理PVDF静电纺丝纤维膜,经过管式炉高温碳化得到碳纳米纤维膜。通过拉曼光谱仪和X射线衍射仪研究... 制备聚偏二氟乙烯(PVDF)衍生碳纳米纤维通常需要在碳化前脱氟处理以稳定结构。文中选择氢氧化钠(NaOH)、己二胺(HDA)和1,4-苯二甲胺(XDA)处理PVDF静电纺丝纤维膜,经过管式炉高温碳化得到碳纳米纤维膜。通过拉曼光谱仪和X射线衍射仪研究了不同脱氟试剂对PVDF衍生碳结构的影响,采用矢量网络分析仪表征了其电磁屏蔽性能。结果表明,经过60℃,10 h HDA处理的PVDF纳米纤维膜脱氟和交联程度适中,碳化得到的碳纳米纤维膜具有一定柔性并且石墨化程度高、导电性好。在X波段(8.2~12.4 GHz)平均电磁屏蔽效能达到22.1 dB,屏蔽机理以吸收为主。中度的脱氟交联程度有利于碳骨架的有序化,为PVDF衍生碳材料的结构调控和功能化应用提供了理论支撑和实验依据。 展开更多

关键词 聚偏二氟乙烯 碳纳米纤维 脱氟处理 电磁屏蔽性能

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应用于直接甲醇燃料电池的低磺化度聚砜/磺化聚乙烯醇复合膜的制备及其性能

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作者 袁成云 潘曼坪 +2 位作者 严岑琪 汪映寒 程沛 《高分子材料科学与工程》 北大核心 2025年第4期144-152,共9页

针对传统的磺化芳香族聚合物膜存在的质子传导性能、阻醇性能和力学性能难以同时提高的问题,文中采用低磺化度聚砜(SPSU)提供优异力学性能、磺化聚乙烯醇(SPVA)提供优异的质子传导性能和阻醇性能,通过溶液共混制备了一系列不同SPSU含量... 针对传统的磺化芳香族聚合物膜存在的质子传导性能、阻醇性能和力学性能难以同时提高的问题,文中采用低磺化度聚砜(SPSU)提供优异力学性能、磺化聚乙烯醇(SPVA)提供优异的质子传导性能和阻醇性能,通过溶液共混制备了一系列不同SPSU含量的SPSU/SPVA复合膜。SPSU在复合膜中以分散相存在,分散相尺寸随着SPSU含量的增加逐渐变大最后形成网状连续相。SPSU/SPVA复合膜的尺寸稳定性优异,同时展示出了优异的阻醇性能,其中SPSU/SPVA(9/1)的甲醇渗透率仅为0.2×10^(-7)cm^(2)/s,与重铸Nafion相比降低了2个数量级。复合膜的质子传导率随SPSU含量变化不明显,但更低的甲醇渗透率使复合膜具有更高的质子选择性,有望应用在直接甲醇燃料电池中。 展开更多

关键词 低磺化度聚砜 磺化聚乙烯醇 复合膜 甲醇渗透率 质子传导率

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质子交换膜电解水用氧化铱催化剂浆料稳定性研究进展

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作者 吴俣 刘文昊 +5 位作者 李强 李宇峰 陈明 孙浩然 江龙 杨锦 《化学研究与应用》 北大核心 2025年第7期1785-1796,共12页

氧化铱(IrO_(2))膜电极是质子交换膜电解水(PEMWE)制氢技术的核心部件,其制备过程涉及IrO_(2)催化剂颗粒悬浮分散制成催化剂浆料,再经喷涂、溶液挥发、热压转印等步骤形成催化层。IrO_(2)膜电极微观结构和电化学性能与IrO_(2)浆料稳定... 氧化铱(IrO_(2))膜电极是质子交换膜电解水(PEMWE)制氢技术的核心部件,其制备过程涉及IrO_(2)催化剂颗粒悬浮分散制成催化剂浆料,再经喷涂、溶液挥发、热压转印等步骤形成催化层。IrO_(2)膜电极微观结构和电化学性能与IrO_(2)浆料稳定性密切相关;掌握浆料稳定性原理和调控技术可为PEMWE性能优化奠定基础。本文综述了关于制备稳定IrO_(2)浆料的研究进展,介绍了IrO_(2)浆料主要成份的物理性质与相互作用原理,系统分析了浆料分散方法、离聚物结构、离聚物浓度及分散介质等关键因素对催化剂浆料稳定性及催化层微观结构和宏观性能的影响规律,总结了IrO_(2)浆料稳定分散面临的主要问题。 展开更多

关键词 质子交换膜电解水 氧化铱 催化剂浆料 分散稳定性

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高弹态强制流动加工制备环烯烃聚合物/氮化硼纳米片导热复合材料

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作者 郑义 吴宏 郭少云 《高分子材料科学与工程》 2025年第8期53-62,共10页

环烯烃聚合物(COP)是一种具有低介电性和低水汽透过性的非晶态聚合物,但是较低的本征热导率限制了其在电子功能材料领域的应用。文中采用高弹态强制流动加工制备COP/氮化硼纳米片(COP/BNNS)导热复合材料,研究了加工循环次数对复合材料... 环烯烃聚合物(COP)是一种具有低介电性和低水汽透过性的非晶态聚合物,但是较低的本征热导率限制了其在电子功能材料领域的应用。文中采用高弹态强制流动加工制备COP/氮化硼纳米片(COP/BNNS)导热复合材料,研究了加工循环次数对复合材料形态结构和性能的影响,实现了氮化硼(BN)在COP基体中的原位剥离,并在COP基体中构筑了沿面内取向的BNNS导热网络,明显提高了复合材料的面内热导率。研究表明,在质量分数20%BN含量下,经6次强制流动加工循环后,原位剥离得到的BNNS具有最大的径厚比(31.9)和较高的面内取向度,复合材料面内热导率为2.26 W/(m·K),相较直接共混提升了25%;同时,复合材料的拉伸强度为35.8 MPa,弹性模量为1740 MPa,相比直接共混分别提升了约17%和20.8%;此外,复合材料保持了优异的介电性能(介电常数低至2.3,介电损耗低至0.0004@1 MHz),且水汽透过率从0.0309 g/(m^(2)·24 h)降低到0.0288 g/(m^(2)·24 h)。该研究为聚合物/BNNS导热复合材料的制备与高性能化提供了一种简单高效的策略。 展开更多

关键词 环烯烃聚合物 氮化硼纳米片 高弹态强制流动加工 导热复合材料

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应变诱导结晶协同双交联网络增强聚氨酯弹性体的制备及性能

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作者 郑珂 张先龙 郭少云 《高分子材料科学与工程》 2025年第8期63-70,共8页

近年来,聚氨酯弹性体(TPU)广泛应用于软机器人和柔性电子领域,传统TPU存在高温稳定性不足、回弹性能薄弱等缺陷,且以往单一的增强改性策略难以实现强度-韧性-热稳定性的协同调控。文中提出一种应变诱导结晶协同双交联网络的增强策略,首... 近年来,聚氨酯弹性体(TPU)广泛应用于软机器人和柔性电子领域,传统TPU存在高温稳定性不足、回弹性能薄弱等缺陷,且以往单一的增强改性策略难以实现强度-韧性-热稳定性的协同调控。文中提出一种应变诱导结晶协同双交联网络的增强策略,首先在TPU主链中引入聚己内酯二醇(PCL),在拉伸应变过程中,PCL分子链取向诱导结晶形成增强相;其次,通过三羟甲基丙烷(TMP)与异氰酸酯基团(—NCO)的加聚反应形成共价键化学交联网络;最后,引入2-羟乙基二硫醚(BHDS)二硫动态交联网络,与TPU化学交联网络共同构建双交联网络结构,实现了聚氨酯力学性能的有效提升,拉伸强度和断裂伸长率最高分别可达10.38 MPa和1200%,同时表现出低能量耗散(0.52 MJ/m^(3)),证明其具有优异的回弹性能,明显优于传统TPU(大于5 MJ/m3)。此外,该TPU也展现了优异的热稳定性,热失重温度(T_(d5%))高达280℃。应变诱导结晶协同双交联网络增强聚氨酯力学性能的机制为高性能聚氨酯弹性体的设计与制备提供了新思路。 展开更多

关键词 聚氨酯 弹性体 应变诱导结晶 双交联网络 热稳定性 力学性能

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电子级双环戊二烯-苯酚环氧树脂的制备

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作者 王世昌 郭宇航 +2 位作者 周百能 符罗坪 吴宏 《高分子材料科学与工程》 2025年第8期19-25,共7页

合成双环戊二烯-苯酚环氧树脂单体(EMR-EP)目前主要通过加入相转移催化剂及助溶剂等方式来改善催化效果,存在副产物较多、产物不易分离且氯含量较高等问题。针对这些问题,文中提出了一种无相转移催化剂及采用低沸点低毒性助溶剂的合成... 合成双环戊二烯-苯酚环氧树脂单体(EMR-EP)目前主要通过加入相转移催化剂及助溶剂等方式来改善催化效果,存在副产物较多、产物不易分离且氯含量较高等问题。针对这些问题,文中提出了一种无相转移催化剂及采用低沸点低毒性助溶剂的合成工艺。在开环阶段,环氧当量随NaOH的加入量增加而增加,当NaOH为原料总量的0.5%时,环氧当量为276 g/eq;在闭环阶段,环氧当量随NaOH的加入量增加而降低,当NaOH为酚羟基量的1.8倍时,环氧当量为275 g/eq。纯化工艺中,采用先除无机盐后脱除环氧氯丙烷的方式,解决了水解氯含量过高的问题。精制工艺中,采用49%NaOH水溶液,加入量为酚总质量25%时得到的单体水解氯含量稳定在0.02%内,总氯含量显著降低。红外分析结果证明了环氧基团的成功引入。凝胶渗透色谱分析结果显示,合成的双环戊二烯-苯酚树脂和国外商业化双环戊二烯-苯酚环氧树脂(BSE095)在相同保留时间处出现了最大峰。2种分析结果表明了电子级双环戊二烯-苯酚环氧树脂单体的成功合成。 展开更多

关键词 电子级双环戊二烯-苯酚环氧树脂 闭环碱量 开环碱量 水解氯 环氧当量

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