关键词： 聚乙烯再生粒子   木塑复合材料   阻燃母粒   锥形量热仪   极限氧指数  

摘要： 以聚乙烯(PE)再生颗粒(Z-PE)为基体材料,采用溴代三嗪、三氧化二锑、聚磷酸铵、季戊四醇、氢氧化镁和硼酸锌等阻燃剂,通过熔融挤出制备了3种阻燃母粒(FRM-A、FRM-B和FRM-C),并将其添加到木塑复合材料(WPC)中,系统地分析了复合材料的阻燃性能和力学性能。结果表明,当阻燃母粒质量分数为30%时,3种母粒均能有效提升WPC的阻燃性能,其中FRM-C母粒(WPC/30FRM-C)展现出最优的综合性能。随着FRM-C质量分数增至45%,WPC/45FRM-C的极限氧指数(LOI)达到34.5%,较WPC(20.5%)显著提升14个百分点,并通过UL94 V-0等级(2.0 mm)。采用母粒直接混合注塑工艺制备的WPC/45FRM-C试样,其阻燃性能与挤出注塑工艺(1^(#)-WPC/45FRM-C)相当,而力学性能得到提升,拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量和缺口冲击强度分别提升了10.9%、12.7%、9.5%和36.3%。

关键词： 轻量化   复合材料   赋能   高强度  

摘要： 在商用飞机追求经济性、舒适性的过程中,复合材料因具备轻量化、高强度、耐疲劳等特性,已成为现代大飞机结构设计的核心材料,其应用规模与技术成熟度正成为衡量航空制造能力的关键指标。然而,传统复合材料研制依赖“试错—修正”的经验模式,面临设计周期长、制造成本高、多物理场耦合机理复杂等痛点,亟须技术革新突破瓶颈。仿真技术作为数字孪生的核心工具,正以“虚拟验证协同物理试验”的颠覆性路径,推动复合材料研制从“经验驱动”向“数据驱动”转型:从早期辅助设计的“赋能者”,逐步成为贯通“设计—制造—验证—运维”全流程的“引领者”,其不仅可以重构研制效率边界,更可以催生以仿真技术为支撑的“材料—设计—制造—维修—运营—成本—试验”一体化数字化设计新型研发模式。

关键词： 碳纤维复合材料   高性能化   界面相   高性能树脂   增强增韧   复合材料成型  

摘要： 碳纤维是关乎国家安全必须自主保障的关键战略材料,必然变成复合材料才能实现其高性能和高附加值。从碳纤维、树脂基体及二者之间的界面3个要素出发,简述了碳纤维树脂基复合材料国内外研究进展,介绍了北京化工大学先进复合材料研究中心(ACC)在碳纤维树脂基复合材料方面的高性能化研究工作,其中包括新型界面相构筑及界面相容新机制、高性能树脂基体的关键制备技术。并重点介绍了北京化工大学“碳纤维”录取通知书的制备工艺和流程,包括环氧树脂合成制备、碳纤维预浸料制备、预浸料铺层设计、复合材料板材成型以及表面印刷等。最后展望了碳纤维树脂基复合材料的未来发展方向。

关键词： 高密度聚乙烯   油茶果壳   力学性能   热学性能  

摘要： 以高密度聚乙烯(HDPE)为基体材料,油茶果壳(COS)作为增强材料,通过挤出注塑工艺制备了COS/HDPE复合材料。深入研究了复合材料的微观结构,并在此基础上探讨了COS的加入量对于复合材料力学性能及热学性能的影响。结果表明,复合材料的弯曲性能及热稳定性随着COS加入量的增加而提高。当添加的COS量达到40%时,复合材料具有最大抗弯强度、模量及最佳的热稳定性。同时,热重分析表明,COS的加入能够略微地阻止复合材料在高温下的热解。

关键词： 化学工程   环保化工技术   应用  

摘要： 在当今全球环境问题日益严峻的背景下,化学工程工艺作为推动工业发展的重要力量,其环保化工技术的运用显得尤为关键。因此,本文简要分析环保化工技术的应用要点,重点强调化学工程工艺中深化节能技术应用,并以化学工程工艺中环保化工技术的应用作为切入点,以此来加强环保化工技术在化学工程工艺中的应用,使其发挥出应有的作用和价值,促进化学工程工艺的发展。

关键词： 复合材料   聚苯胺   氮掺杂   石墨烯   超级电容器  

摘要： 超级电容器作为一种重要的储能器件,其电化学性能的好坏与电极材料密不可分。若将石墨烯与聚苯胺结合制备成复合材料,利用其双电层电容和法拉第电容两种储电方式,可大大提高超级电容器的储电能力。本工作运用原位聚合的方式把聚苯胺纳米线沉积在石墨烯的片层之上,利用扫描电子显微镜(SEM),傅里叶红外光谱仪(FTIR),X射线衍射仪(XRD)对掺杂态聚苯胺在石墨烯表面的形貌及成分进行表征和分析;再将聚苯胺/石墨烯浆料涂抹于泡沫镍板上,制备成石墨烯复合电极,并组装成超级电容器;借助电化学工作站对组装后电容器展开循环伏安测试、恒流充放电测试以及电化学阻抗测试。结果发现,聚苯胺/石墨烯复合材料可以经受一个比较宽的电流密度范围,有较好的电容和循环稳定性。在1 A/g的电流密度下进行测试,聚苯胺/石墨烯复合电极质量比电容为336 F/g。聚苯胺/石墨烯复合电极的比电容与石墨烯电极的比电容相比较,提高了44%;与石墨电极的比电容相比,更是提高了560.1%。由此可以看出,采用原位聚合方法在石墨烯表面生成的聚苯胺纳米线与石墨烯结合得更好,有助于赝电容的发挥,可大大提高石墨烯超级电容器的比电容,促进了石墨烯在超级电容器方面的应用。

关键词： 蛭石   淀粉   复合材料   制备工艺优化  

摘要： 以蛭石为基底,以淀粉为碳化源,通过水热碳化法制备了蛭石@淀粉碳化物复合材料,并用扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)以及比表面积(BET)对复合材料进行了表征。再以苯酚为吸附剂采用响应面法优化复合材料的制备工艺参数。实验结果表明,蛭石@碳化淀粉复合材料的较佳制备工艺参数为,淀粉与蛭石的质量比3∶1、碳化时间15h、碳化温度200℃;较佳吸附量16.52mg/g,苯酚的去除率99.13%。复合材料的比表面积比原蛭石稍有下降,变化不大,电镜和红外光谱图表明淀粉碳化物成功的负载在蛭石的表面。

关键词： 在轨制造   前端聚合   复合材料   3D打印   双环戊二烯   环氧树脂  

摘要： 随着纤维增强聚合物基复合材料在航天器上的广泛应用,在轨制造技术正成为航天复合材料发展的重要方向。本文通过系统分析国内外在轨制造技术现状,结合在轨制造特点,总结提出在轨制造复合材料构件应满足的核心需求。基于此,本文对前端聚合复合材料应用于在轨制造的可行性进行了讨论,并提出了基于前端聚合-墨水直写协同打印技术(FP-DIW)的复合材料在轨原位制造工艺方法,其具有能耗低、制备速率快、能够原位成型和无支撑打印等突出特点,十分契合在轨制造的需求。本文的论述能够为复合材料构件在轨制造提供新的材料选择和工艺方法参考。

关键词： 隧道排水系统   结晶堵塞   阻垢剂   二氧化硅   疏水涂层   模拟  

摘要： 本研究成功研制了一种新型双层阻垢疏水涂层,目的在于有效抑制隧道排水管道中结晶体的形成。该涂层由纳米二氧化硅、氨基磺酸、水解聚马来酸酐和乙二胺四乙酸二钠(EDTA)等主要成分构成,设计为疏水内层和阻垢外层的结构。疏水内层的功能是阻止结晶颗粒附着于管道内壁,而阻垢外层则保护内层并预防结晶体的形成。通过实验室内的静态和动态模拟实验,发现疏水内层的防结晶率稳定在82%以上,阻垢外层的阻垢率稳定在93%以上。在动态模拟实验中,理论预测疏水内层能够维持428.47 d,阻垢外层能够维持188.57 d,两者合计可维持617.04 d;使用Ansys fluent软件进行仿真计算,结果表明,这种双层阻垢疏水涂层能够保持其性能长达634.72 d。验证实验与仿真结果之间的误差率为2.87%,证明仿真模型预测与涂层性能相符,能够适应不同的流量和流速条件,为各种工况下的仿真模拟提供参考。这种双层涂层不仅实现了疏水与阻垢的双重功能,还展现出了卓越的耐久性和缓释性能,对于抑制隧道排水管道内结晶体的形成具有显著效果,为隧道排水系统的维护提供了一种新的解决方案。

关键词： 长、短多壁碳纳米管   超高纯单壁碳纳米管   聚二甲基硅氧烷硅橡胶   长径比   电学性能   力学性能  

摘要： 为研究不同类型、长径比的碳纳米管(CNTs)对PDMS基柔性材料电学与力学性能的影响,采用溶液共混法制备多壁羧基化长碳纳米管(L-CNTs)、多壁羧基化短碳纳米管(S-CNTs)、超高纯单壁碳纳米管(US-CNTs)与聚二甲基硅氧烷硅橡胶(PDMS)系列柔性复合材料,并对其力学、电学性能进行研究。结果表明,单掺情况下,与US-CNTS-PDMS-01表面、体积电阻率相比,当US-CNTs的掺入量达到5%时,柔性材料的表面、体积电阻分别降低了3、5个数量级。当S-CNTs掺入量为1%时,柔性材料模量增大至4.89 MPa,与纯PDMS相比,增幅达到17.5%。复掺情况下,当PDMS基体中CNTs总掺入为5%,S-CNTs与L-CNTs掺入比为2:3或者3:2时,柔性材料的表面、体积电阻率较小,电学性能最优。对力学性能而言,复掺体系中含有S-CNTs的样品模量增强较显著,含有US-CNTs的复掺柔性材料具有较好的断裂伸长率。