关键词： 碳纳米管   杜仲胶   复合材料   分子动力学模拟   力学性能  

摘要： 在全球环保趋势的驱动下,杜仲胶(EUG)作为环保型生物基材料,具有独特的橡塑二重特性,展现出多行业应用潜力,但其力学性能与功能性应用局限亟待突破。碳纳米管(CNTs)因其优异的力学性能,已经作为改善塑料复合材料性能的高效填料得到了广泛应用。为探究CNTs尺寸对EUG力学性能的影响机制,采用分子动力学模拟方法通过改变CNTs的轴向尺寸和径向尺寸建立了CNTs/EUG复合材料模型,并对其室温下的力学性能进行模拟计算研究。结果表明,在CNTs/EUG复合材料中,材料的力学性能随CNTs直径的增大先升高后降低,力学性能随CNTs长度的增大而上升。其中轴向尺寸中直径为8.14Å及径向尺寸中长度为128Å的CNTs对复合材料力学性能的增强效果较好,相比于直径为2.71Å和长度为68Å的CNTs,直径为8.14Å和长度为128Å的CNTs/EUG复合材料的拉伸弹性模量分别提升了59.70%和54.85%。

关键词： 酶催化   聚乳酸   竹粉   复合材料   塑料  

摘要： 以木聚糖酶为催化酶对竹粉进行改性,以酶催化改性竹粉为增强填料、以聚乳酸(PLA)为基材制备酶催化改性竹粉/PLA复合材料。通过电子扫描显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、热重分析(TG)和万能试验机分析酶催化改性竹粉/PLA复合材料的性能。SEM、FTIR和TG结果表明,随着木聚糖酶质量浓度的增加,竹粉中的竹纤维表面变得更为粗糙,表面羟基数量变少,更容易与PLA结合,这有利于增强竹粉/PLA复合材料的热稳定性。力学测试结果表明,相比未进行酶催化改性的竹粉/PLA复合材料,酶催化改性竹粉/PLA复合材料的力学性能明显提升。当木聚糖酶质量浓度为3 mg/L时,酶催化改性竹粉/PLA复合材料的拉伸强度、压缩强度、弯曲强度和冲击强度分别达到42、2631、68 MPa和0.83 kJ/m^(2)。

关键词： 聚酰亚胺   导热   绝缘   羟基化   聚多巴胺  

摘要： 以聚酰亚胺(PI)为基体,羟基化六方氮化硼(OBN)和聚多巴胺包覆碳化硅(PDA@SiC)为导热填料,通过原位聚合法制备了具有良好导热性能的聚酰亚胺/氮化硼/碳化硅(PI/OBN/PDA@SiC)复合材料,采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪、热重分析仪等对填料和复合材料的结构、微观形貌、化学组成及热稳定性能进行表征和分析,研究了填料含量对聚酰亚胺复合材料性能的影响。结果表明,改性填料总质量分数为50%的PI/OBN/PDA@SiC-50复合材料导热性能显著增强,与添加未改性填料的复合材料相比,导热系数从0.43W/(m·K)提高到0.61W/(m·K)。同时,PI/OBN/PDA@SiC-50复合材料具有优异的绝缘性能,体积电阻率为2.37×10^(16)Ω·cm。

关键词： 沥青混合料   半柔性路面   废胶粉   纳米二氧化硅   路用性能  

摘要： 为探究废胶粉与纳米二氧化硅联用对半柔性沥青混合料路用性能的影响,以OGFC-16级配中值为基准配制基体沥青混合料,通过抗压试验、抗弯拉试验等方法,评价不同废胶粉与纳米二氧化硅掺量对半柔性沥青混合料路用性能的影响,确定OGFC-16级配下混合料最佳纳米二氧化硅与废胶粉掺量,为同类工程提供参考。

关键词： 反应性增容   纳米二氧化钛   不相容体系   聚合物共混  

摘要： 文章使用硅烷偶联剂KH-560和端羧基聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate-COOH,PMMA-COOH)对纳米Ti O2进行表面改性,成功制备了PMMA-g-TiO_(2)。经过热重分析和红外光谱表征发现,环氧基团和PMMA成功接枝于纳米Ti O2表面,将其作为增容剂应用于聚偏氟乙烯(polyvinylidene fluoride,PVDF)/聚乳酸(poly-l-lactic acid,PLLA)体系中,通过熔融共混过程中的化学反应和物理缠结,实现了对热力学不相容体系的有效增容。研究表明,PMMA-g-TiO_(2)纳米粒子显著改善了共混物的界面和力学性能。

关键词： C/C-SiC复合材料   细编穿刺   碳布叠层方向   穿刺纱方向   抗烧蚀性能  

摘要： 以碳纤维纱穿刺叠层铺放的缎纹碳布为纤维预制体,采用化学气相渗透法(Chemical Vapor Infiltration,CVI)结合先驱体浸渍裂解法(Precursor Infiltration and Pyrolysis,PIP)制备了细编穿刺C/C-SiC复合材料,在(3.2±0.32)MW/m^(2)氧-乙炔焰作用下考核了C/C-SiC复合材料在碳布叠层和穿刺方向上的抗烧蚀性能,用扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)对材料烧蚀表面及剖面的微观形貌进行表征与分析。结果表明:在60 s氧-乙炔焰考核后,C/C-SiC复合材料碳布叠层方向和穿刺方向的线烧蚀率分别为(1.67±0.23)μm/s和(2.39±0.22)μm/s,质量烧蚀率分别为(2.33±0.09)mg/s和(1.46±0.19)mg/s;当热流方向垂直于复合材料碳布叠层方向时,SiC基体氧化后生成的SiO2在碳纤维束及邻近基体表面形成较为连续的氧化膜,可有效阻挡高温热流对材料内部的进一步氧化烧蚀;当热流方向平行于复合材料碳布叠层方向时,穿刺纱中SiC分布较少,使得碳纤维在高温有氧环境下发生显著烧蚀,诱发穿刺纱端部出现明显氧化烧蚀凹坑;基体SiC分布方式和复合材料微结构特征是细编穿刺C/C-SiC复合材料在不同方向上表现出抗烧蚀性能差异的主要因素。

关键词： 复合材料   编织   穿刺   织造   预制体   成型   轻量化   铺丝  

摘要： 为了促进纺织复合材料整体穿刺织造成型技术的应用与发展,介绍整体穿刺织造成型工艺及特点,立足国内外整体穿刺织造成型设备的研究进展,总结分析设备优缺点、整体穿刺织造成型预制体性能及应用,针对设备存在的局限性展望技术发展方向。指出:纺织复合材料整体穿刺织造成型预制体具有优良的力学性能、摩擦性能、抗冲击性能、热力学性能及轻量化优势,应用潜力巨大;未来,应通过设备工艺优化、设备结构改进、零部件耐用性提升、智能检测与诊断技术应用、控制系统优化以及畅通行业技术交流等措施,提高穿刺成型设备的生产效率、设备稳定性、自动化程度,进而提升穿刺织造成型预制体的精度和质量。

关键词： 聚合物基复合材料   纤维增强   应变率强化   剩余强度   变频加载   统计建模   疲劳损伤  

摘要： 针对聚合物基复合材料力学性能的应变率依赖性问题,探讨、量化了复合材料静态和疲劳性能的应变率强化效应,提出了变频加载下复合材料剩余强度和疲劳损伤的评估方法。首先,分别对包含和不包含静强度的疲劳寿命数据执行幂律S-N曲线拟合,分析静强度和疲劳寿命的加载频率敏感性,进而通过引入应变率强化系数,量化了应变率对材料强度的强化程度,确保了复合材料力学性能表征数据的应变率一致性。其次,利用强度储备概念构建了独立于应力水平的概率型剩余强度模型,该模型能仅用一组模型参数预测任意应力水平下的强度退化过程。最后,基于所开发的模型和公开数据进行了变频加载的剩余强度预测,结果表明,升频加载和降频加载造成的累积损伤分别为0.323、0.493,与试验数据相差不超过5%,预测结果可靠。

关键词： 复合材料   成型模具   有限元模型(FEM)   变形   热压罐成型  

摘要： 以复合材料T形长桁成型模具为研究对象,基于热弹性力学理论,建立了模具的有限元模型(FEM),对模具在热压罐内的变形进行模拟分析,找出初始设计的薄弱位置。从传力路径、加筋结构和模具材料等方面,对模具结构进行改进优化,显著地降低了模具的变形量,保证了复合材料构件成型精度要求。

关键词： 氧化石墨烯   金属有机框架   复合材料   染料吸附  

摘要： 氧化石墨烯(Graphene Oxide,GO)与金属有机框架(Metal-Organic Frameworks,MOFs)的复合材料因其协同增强效应备受关注。GO的二维层状结构与丰富含氧官能团为MOFs提供成核位点,显著提升其水稳定性和机械强度;而MOFs的高比表面积与可调孔隙结构则赋予复合材料对染料污染物的高选择性和吸附容量。系统综述了GO/MOFs复合材料的构建策略及其染料吸附性能研究进展。