关键词： 炭纤维复合材料   回收   再利用  

摘要： 炭纤维复合材料(CFRP)具有低密度、高强度、高模量及耐摩擦性强等优异性能,被广泛应用于航空航天、国防军工、体育休闲、轨道交通等领域。但由于其废弃率高造成了极大的资源浪费和环境污染问题,因此,对CFRP废弃物中高价值炭纤维进行回收再利用成为炭材料领域的研究重点和难点。本文综述了废弃CFRP多种回收方式的应用条件及优缺点,并考察了回收CFRP在高速公路、炭纤维毡布、汽车零配件、炭纤维混凝土等行业的再利用研究现状,指出CFRP回收对实现废弃炭纤维的高值化再利用及减少环境污染具有重要意义。

关键词： 植物纤维   聚乙烯   木塑复合材料   紫外老化   力学性能  

摘要： 为探究杨木、稻壳、竹材、稻秆、麦秆五种植物纤维/聚乙烯(PE)木塑复合材料的紫外老化性能,对其进行为期120 d的人工加速紫外老化试验,分析其老化前后表观颜色、质量、力学性能和微观形貌变化。结果表明:人工紫外老化导致五种PE基木塑复合材料色差变化稳定,质量先降低(前30 d)后回增,力学性能下降,出现断面裂缝、翘曲。紫外老化120 d后,五种PE基木塑复合材料弯曲强度和拉伸强度降幅如下:杨木/PE复合材料分别为32.04%和16.31%,稻壳/PE复合材料分别为34.95%和26.41%,竹材/PE复合材料分别为27.57%和21.85%,稻秆/PE复合材料分别为33.06%和27.85%,麦秆/PE复合材料分别为25.57%和23.95%。

关键词： Fibersim   预浸料   球壳曲面   铺层优化   复合材料  

摘要： Fibersim是全球领先的复合材料设计软件,可为复合材料产品开发提供有效的分析结果,指导实际生产设计。采用平面拉伸法对平纹和斜纹碳纤维/环氧树脂预浸料的形变参数(极限角度(limit angle))进行表征,在此基础上,利用Fibersim软件对半球壳制件的铺层方案进行优化和实际验证。结果发现平面拉伸评价方案仅适用于平纹预浸料。提出斜纹预浸料形变参数的新定义,并验证了其有效性和合理性,得到的平纹织物预浸料的极限角度为19.30°、斜纹织物预浸料的极限角度为51.90°。此外,通过Fibersim仿真和实际铺覆验证实现了平纹和斜纹预浸料对球壳曲面的无褶皱铺覆,同时还制备了具有剪口和褶皱结构的样条并进行了性能测试,证明由Fibersim得到的预浸料剪口优化方案不仅能够优化制件外观,而且能够提高制件的力学性能。

关键词： 船用复合材料   空气导管   动态特性   试验模态分析   自由边界  

摘要： 以某型复合材料空气导管研制样机为研究对象,结合其循环对称的结构形式,对其开展自由边界条件下的结构动态特性试验模态分析。将试验结果与计算结果进行对比,两者一致性较高。该试验可为同类结构的设计优化和实船安装的动态特性预报提供技术支撑。

关键词： 煤系高岭石   管状   壳聚糖   改性高岭石/壳聚糖复合材料   Pb(Ⅱ)吸附  

摘要： 工业废水中Pb(Ⅱ)和煤基固废会对生态环境造成极大破坏,研究Pb(Ⅱ)高效去除技术和煤基固废的高值化利用具有重要意义。提出以改性煤基高岭石嫁接壳聚糖新型复合材料CKCTAC/CTS为吸附剂,采用吸附法实现对废水中Pb(Ⅱ)的去除。以煤系高岭石(RK)为原料,二甲基亚砜(DMSO)、甲醇(MeOH)和十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)为插层剂,经3次插层获得改性高岭石(CK-CTAC),通过共聚反应嫁接壳聚糖(CTS),制备CK-CTAC/CTS复合材料,并用批量试验法研究其对Pb(Ⅱ)的吸附性能和机理。XRD、SEM、BET分析表明,插层物CK-D、CK-M、CKCTAC插层率分别达到93.8%、75.1%和66.5%,CK-D、CK-M插层前后形貌未发生明显变化,CTAC大分子结构和超声仪器能量输入使高岭石层间形貌变为管状,孔隙增多,比表面积增大4倍。XPS、FTIR结果表明,CK-CTAC/CTS具有丰富的官能团,可以有效吸附Pb(Ⅱ)。25℃溶液、pH=6时,经过100 min即接近吸附平衡状态。改性高岭石优良的空间结构和暴露的官能团为吸附提供了更多活性位点,壳聚糖丰富的氨基和羟基可以对Pb(Ⅱ)螯合吸附,协同促进,复合材料吸附性能高于单独的壳聚糖或高岭石。吸附动力学和热力学表明,复合材料对Pb(Ⅱ)离子的吸附符合准二级动力学模型和Langmuir等温线模型,是一种单分子层、化学吸附为主的吸热自发过程,最大平衡吸附容量为195.37 mg/g。吸附试验证实了CK-CTAC/CTS在废水中去除Pb(Ⅱ)的适用性,为工业上去除Pb(Ⅱ)提供了一种高效可行的方法。

关键词： 双搭接   复合材料连接结构   钉载均匀化   钉孔间隙   组合优化策略   有限元   NLPQL算法  

摘要： 提出了一种基于最优曲线概念的钉孔间隙参数优化方法,该方法可以实现对任意双搭接复合材料连接结构钉载均匀化的快速寻优。本文针对钉孔间隙,将最优拉丁超立方算法和NLPQL算法相结合,采用组合优化策略,实现了连接结构螺栓的均匀承载。之后基于最优钉孔间隙的分布,提出最优曲线概念。并基于最优曲线,实现了对双搭接复合材料连接结构钉载均匀化的快速寻优。然后,分别针对拧紧力矩、螺栓个数、结构参数对最优曲线的影响,设计了多种连接结构,通过数值仿真,对最优曲线的适用性进行研究。研究表明利用最优曲线均可以将连接结构螺栓载荷最大程度均匀分布,对于六排螺栓连接结构可将承载能力提升达15%以上。

关键词： 矽肺   铁死亡   血管内皮细胞   脂质过氧化   铁死亡抑制剂  

摘要： 目的 阐明铁死亡参与二氧化硅(SiO_(2))诱导的血管内皮细胞损伤过程,为矽肺防治提供依据。方法 将人脐静脉内皮细胞(HUVECs)作为实验对象,分为对照(Control)组、SiO_(2)组、SiO_(2)+铁死亡抑制剂(Fer-1)组。q RT-PCR及Western blot评价铁死亡及氧化应激相关因子m RNA、蛋白表达水平;使用荧光探针通过免疫荧光观察分析活性氧(ROS)表达水平与细胞损伤水平。结果 与Control组比较,随着SiO_(2)浓度升高,HUVECs细胞活力降低(P<0.05),且Si O_(2)组细胞损伤水平升高(P<0.05);与Control组比较,Si O_(2)组HUVECs中铁离子和丙二醛(MDA)含量均增加(P均<0.05),ROS增加(P<0.05),GPX4和Ferritin的蛋白及m RNA相对表达水平均降低(P均<0.05),白细胞介素(IL)-1α、IL-6、肿瘤坏死因子(TNF)-α的m RNA相对表达水平均上调(P均<0.05);与SiO_(2)组比较,SiO_(2)+Fer-1组HUVECs中铁离子和MDA含量均降低(P均<0.05),GPX4和Ferritin的蛋白及m RNA相对表达水平均上升(P均<0.05),IL-1α、IL-6、TNF-α的m RNA相对表达水平均下调(P均<0.05),ROS下降(P<0.05),细胞损伤水平降低(P<0.05)。结论 铁死亡参与了SiO_(2)诱导的血管内皮细胞损伤及炎性反应过程,SiO_(2)导致的血管内皮细胞损伤及炎性反应能被Fer-1缓解。

关键词： SiO_(2)气凝胶   保温性能   吸附性能   制备   应用  

摘要： 二氧化硅(SiO_(2))气凝胶具有低密度、高孔隙率、比表面积大等优异的特性,总结了SiO_(2)气凝胶的成型原理、制备方法、应用领域。探索了硅源类型、干燥技术、疏水修饰工艺对SiO_(2)气凝胶性能的影响。对SiO_(2)气凝胶现阶段存在的问题、未来发展趋势进行了展望。

关键词： 复合材料   精细模型   共节点   胶接  

摘要： 针对基于传统共节点方法在民用飞机复合材料有限元模型建模过程中效率低、构型管理成本高等问题,建立了一种更高效的胶接建模方法。首先,根据不同有限元建模场景,分别建立复合材料蒙皮与长桁外缘条共节点模型、胶接模型、错位胶接模型、打钉胶接模型;然后,以经过试验数据验证的共节点模型为基准,从模型刚度和关注点主要应变两方面进行对比、分析,检验不同胶接建模方法的有效性。结果表明,胶接建模方法具备良好的可靠性,能够满足有限元仿真分析所需的精度,为后续基于该方法进行精细有限元建模提供了理论依据。

关键词： 低VOC   聚丙烯复合材料   力学性能   热稳定性  

摘要： 目的:本研究旨在开发低VOC环保聚丙烯复合材料,并通过实验和仿真分析其力学性能、热稳定性及VOC排放量。方法:采用有限元分析(FEA)对不同填料含量的聚丙烯复合材料进行力学性能模拟,并通过热重分析(TGA)测定其热分解温度,同时使用气相色谱-质谱(GC-MS)测试VOC排放量。结果:填料的加入提高了材料的杨氏模量(1200MPa至1700MPa)和热分解温度(310℃至345℃),同时显著降低了VOC排放量(60mg/m3降至25mg/m3),然而冲击强度有所下降。结论:无机填料有效改善了聚丙烯复合材料的热稳定性和环保性能,但在提高刚性的同时会降低韧性,需要在实际应用中平衡各项性能。