关键词： 聚氯乙烯   聚己二酸-1,2-丙二醇   邻苯二甲酸二辛酯   增塑剂   力学性能   复合材料  

摘要： 采用绿色环保的聚己二酸-1,2-丙二醇酯(PPA)作为增塑剂,对聚氯乙烯(PVC)进行增塑改性,研究了PPA对PVC力学性能、硬度、加工流动性、耐热性和耐溶剂迁移性能的影响,并与邻苯二甲酸二辛酯(DOP)增塑剂增塑PVC的效果作了对比研究。结果表明,PPA和DOP对PVC均具有较好的增塑效果。随着增塑剂含量的增加(从40份增加至50份时),PPA/PVC/CaCO_(3)和DOP/PVC/CaCO_(3)复合材料的拉伸强度分别降低了3.25%和10.16%,质量损失50%时的温度分别为392.22℃和320.15℃,PPA/PVC/CaCO_(3)复合材料具有更高的力学性能和耐热性。此外,DOP/PVC/CaCO_(3)复合材料在乙醇、机油和正庚烷中的质量损失率分别为4.51%、0.52%和11.81%,而PPA/PVC/CaCO_(3)复合材料在溶剂中无明显的质量损失,具有优异的耐溶剂迁移性。因此,绿色环保聚酯增塑剂PPA不仅可以替代DOP增塑PVC,还在耐高温、耐溶剂迁移领域,具有更广阔的应用前景。

关键词： 金属有机骨架材料   香豆素   合成后改性   荧光识别   Al^(3+)  

摘要： 将香豆素衍生物7-二乙氨基香豆素-3-甲醛(DCC)与UiO-66-NH2通过席夫碱反应共价相连,合成了一种新型荧光探针材料UiO-66-DCC。傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线粉末衍射(PXRD)的表征结果表明,DCC与UiO-66-NH2成功相连,获得的UiO-66-DCC保持了UiO-66-NH2结构的完整性。荧光性能实验表明,UiO-66-DCC在乙醇中能够专一地识别Al^(3+)。向UiO-66-DCC的乙醇分散液中滴加Al^(3+)后,UiO-66-DCC的荧光增强了约9.7倍,对Al^(3+)的检出限为0.553μmol/L,其他常见金属阳离子的存在未对UiO-66-DCC检测Al^(3+)造成明显的干扰。

关键词： 碳纤维增强环氧树脂基复合材料   真空辅助树脂灌注   聚醚酰亚胺   纳米纤维膜   层间韧性   面内力学性能  

摘要： 研究了静电纺聚醚酰亚胺(PEI)纳米纤维膜对真空辅助树脂灌注(VARI)成型碳纤维/环氧树脂(CF/EP)复合材料层间韧性和面内力学性能的影响规律及其内在微观机制。研究发现,PEI纳米纤维膜与环氧树脂浸渍性良好且不影响树脂流动,适用于灌注温度为70℃且灌注时间小于30 min的VARI成型工艺,在120℃的环氧树脂固化温度下6 min内完全溶解。PEI纳米纤维膜的引入可同时改善CF/EP复合材料的层间韧性和面内力学性能,15 g/m^(2)的PEI纳米纤维膜可以使CF/EP复合材料的Ⅰ型层间断裂韧度、Ⅱ型层间断裂韧度和层间剪切强度分别提升55.1%,65.4%和12.2%,20 g/m^(2)的PEI纳米纤维膜使CF/EP复合材料的弯曲强度和模量分别提高了10.6%和9.3%,10 g/m^(2)的PEI纳米纤维膜使压缩强度和压缩模量分别增加24.3%和18.9%。PEI纳米纤维膜通过原位溶解和环氧树脂固化诱导相分离,在CF/EP复合材料层间形成均匀分布的PEI/环氧树脂两相结构,提高了复合材料层间裂纹的扩展阻力和层间树脂基体的载荷转移能力,可能是复合材料层间韧性和面内力学性能得到改善的原因。

关键词： 复合材料层板   多稳态   稳定构型   跳变载荷   切口设计  

摘要： 本文通过将两块非对称铺层的矩形层板交叉铺设同时引入切口设计,提出了一种新型十字形多稳态复合材料层板,通过该切口设计解决了共固化成型引起的层板结构胶接区域内刚度增强进而导致层板失去多稳态特性的问题。建立了含切口十字形多稳态复合材料层板的有限元模型,并通过热压罐成型工艺制备了试验件,仿真和试验结果验证了本文切口设计的可行性。最后研究了胶接面积、切口角度和矩形纵横比对十字形多稳态层板稳定构型的影响规律。结果表明:胶接面积与第一稳态的面外最大位移呈线性关系,切口角度对层板第二稳态构型具有显著影响,而层板纵横比也对第一稳态起重要作用。

关键词： 光催化   自清洁   二氧化钛   水热法   聚多巴胺  

摘要： 为提高二氧化钛(TiO_(2))光催化剂的催化效率,并解决其在使用中难以回收的问题,采用水热法及原位聚合处理在碳纤维布上分别依次包覆针状TiO_(2)及聚多巴胺(PDA),制备方法简便易行。通过控制钛源量、反应时间等条件进行调控,得到形貌独特且规则的针状TiO_(2)涂层,经氧化自聚形成PDA表面涂层,以加速载流子分离,提高光降解率。进而使用扫描电镜、X射线衍射、X射线电子能谱等对其进行结构及组分表征,并以罗丹明B为目标物对该复合材料的光催化性能进行研究,可见光激发下罗丹明B的降解率可达12%,是TiO_(2)涂层碳布降解率的2.5倍。并且通过水洗和耐磨实验后涂层保存状态较好,证明了其较强的附着力,成功解决了难以回收、循环使用的问题,展现了织物与自清洁材料复合的可能性和一定的应用价值。

关键词： Stress relaxation  

摘要： In this study, time-dependent behavior of thermal strain in composite materials which composed of elastic and viscoelastic solids is investigated. First, homogenized thermal expansion behavior of a unidirectional continuous CFRP is numerically analyzed using mathematical homogenization method. It is assumed to be orthotropic thermo-elasticity for carbon fiber. On the other hand, isotropic thermo-viscoelasticity based on generalized Maxwell model is assumed for base resin. It is shown to exhibit time-dependent thermal strain because of stress relaxation of base resin in the micro-scale (unit cell) of the CFRP. Second, the behavior of thermal strain is formulated by assuming that thermal strain is additively decomposed into equilibrium and non-equilibrium parts such as stresses in generalized Maxwell model. Non-equilibrium part of thermal strain is assumed to be dominated relaxation time of each Maxwell elements of the base resin. The resulting formulated thermal strain is shown to be perfectly successful for simulating the relaxation behavior of the unidirectional continuous CFRP. © 2025 The Society of Materials Science, Japan.

关键词： Brace   CFRP   Impact loading test   Turnbuckle  

摘要： Although slender steel braces are widely used, they buckle prematurely in compression load, and several damages will occur by the deformation. Therefore, the authors have been researching and developing bracing materials in which lightweight, high-strength CFRP materials are anchored to standard pipe-type turnbuckle bodies. Previous studies showed that the material can be easily joined to existing turnbuckle-type braces and can significantly reduce out-of-plane deformation during compressive deformation. This paper shows the impact loading method and conducts to confirm the structural performance under impact loads. © 2025 Architectural Institute of Japan. All rights reserved.

关键词： 面向等离子体材料   钨纤维增韧钨复合材料   外韧化   机械性能   材料制备工艺  

摘要： 聚变堆中的高负荷工况和恶劣的服役环境对面向等离子体材料（PFMs）的性能提出了苛刻的要求。PFMs的开发和研制一直是阻碍核聚变成熟应用的关键问题之一。钨（W）具有高熔点、高抗蠕变性能、优异的高温强度、良好的导热性、良好的抗等离子体溅射和抗腐蚀性能，被认为是核聚变面向等离子体材料的首要选择。然而，钨的高韧脆转变温度和低断裂韧性等问题限制了其应用。钨纤维增韧钨复合材料(Wf/W)不需要引入其他金属材料和杂质元素，在保持较高纯度的同时具备良好的抗开裂能力和损伤容限，其优异的机械性能为解决上述问题提供了可能性。本文阐述了Wf/W材料的发展进程、增韧机理以及界面优化措施，总结和加深了对该材料的理解，为进一步优化材料性能指明了方向。

关键词： 复合材料   定制纤维铺放   电加热织物   低速冲击性能   冲击后电热性能   冲击后压缩性能  

摘要： 为开发既具有防/除冰功能又可以满足承载性能要求的电热复合材料，基于定制纤维铺放工艺设计制备了3种镍铬合金丝并联间距（6.67 mm、4.00 mm和2.86 mm）的电加热织物及其增强复合材料，在25 W直流电压下，3 min内复合材料表面温度最低可达87.2℃。采用落锤冲击试验机、红外热像仪和万能强力试验机测试，并分析复合材料试样在7 J下的低速冲击性能、冲击后电热性能和冲击后压缩性能。研究结果表明：引入镍铬合金丝电热层后复合材料冲击吸能至少增加了23.6%；电热复合材料在未发生穿孔的情况下，冲击后损伤区域的表面温度仍然可以达到72.4 ℃以上，冲击后压缩模量和压缩强度保留率分别可达到88.73%和94.97%以上；与玻纤/环氧复合材料相比，随镍铬合金丝并联间距减小，电热复合材料在冲击后压缩载荷下电热层处分层现象更为显著，这为飞行器防/除冰用电热复合材料兼顾力学性能的设计提供实践意义的指导。