关键词： 分子动力学方法   石墨烯   聚乙烯   复合材料   界面剪切力学性能  

摘要： 采用分子动力学模拟的方法进行石墨烯/聚乙烯复合材料界面剪切力学性能的研究。首先建立石墨烯/聚乙烯复合材料分子动力学模拟计算的模型,然后在300 K温度下对石墨烯进行了拉拔模拟实验,探讨石墨烯倾斜角度和层数对复合材料界面剪切力学性能的影响。模拟计算结果表明,在拔出速率为0.001 nm/fs的情况下,石墨烯25°倾斜角模型的界面剪切强度最大,比0°倾斜角模型界面剪切强度增加了39.8%,可见石墨烯倾斜角对界面剪切强度有较大的影响。在拔出速率为0.001 nm/fs和石墨烯0°倾斜角的情况下,单层、双层和三层石墨烯的聚乙烯复合材料模型的界面剪应力最大值分别为89.20、114.21和129.28 MPa,显然增加石墨烯层数能显著提高复合材料的界面剪切性能。当拔出速率为0.0005 nm/fs时,单层、双层和三层石墨烯的聚乙烯复合材料模型的剪切强度值比较接近,随着速率增加到0.001 nm/fs,三层模型剪切强度增强最大,双层模型次之,单层模型最小,然而速率超过0.001 nm/fs之后,单层模型剪切强度几乎线性增强,双层和三层模型剪切强度增强的幅度均比单层模型小,这说明拔出速率的增加使得复合材料的界面剪切强度呈现较大的提高。

关键词： 原位聚合   共聚改性   热塑性复合材料   力学性能  

摘要： 为了解决丙烯酸酯树脂拉伸强度不足及其与纤维界面结合较弱的问题,本文通过原位聚合的方法,以丙烯酸(AAc)共聚改性液态丙烯酸酯类低聚合树脂(AOLM),通过提高聚丙烯酸酯类树脂基体(PAOLM)分子间作用力,显著提升固化后树脂基体及其玻纤(GF)增强复合材料的整体力学性能。研究结果表明:引入的AAc使PAOLM红外光谱图中出现了分子内氢键(3 545 cm^(-1))和分子间氢键(3 294 cm^(-1))的振动吸收峰;与未改性的PAOLM相比,共聚改性后树脂P(AOLM-AAc)的拉伸强度和模量分别提高了20.86%和32.65%,弯曲强度和模量分别提高了18.14%和25.73%,冲击韧性提高了24.03%,玻璃化转变温度提高了10.03%;与采用AOLM制备的复合材料GF/PAOLM相比,采用AAc改性AOLM制备的复合材料GF/P(AOLM-AAc)的拉伸强度和弯曲强度分别提高了11.62%和37.18%。

关键词： 硅橡胶泡沫   阻燃性能   蒙脱土   硼酸锌  

摘要： 为提高硅橡胶泡沫材料(SRF)的阻燃抑烟性能,采用室温硫化法制备了长链季铵盐(CTAB)有机改性蒙脱土(OMMT)/硼酸锌(ZB)/SRF复合材料。通过极限氧指数(LOI)、水平-垂直燃烧试验(UL-94)、锥形量热分析和热重-差热分析研究了复合材料的阻燃抑烟性能。结果表明,添加2%OMMT和1%ZB的SRF阻燃性能明显提高,LOI为29.5%,阻燃等级达到V-0等级,热释放速率峰值(PHRR)和总热释放量(THR)较纯SRF分别降低26.6%和27.0%,烟释放速率峰值(PSPR)和烟总释放量(TSP)比纯SRF分别降低67.8%和66.5%。添加OMMT和ZB之后,SRF表现出了良好的热稳定性和更致密的炭层,OMMT和ZB存在一定的气相协同阻燃效应。研究结果为阻燃复合材料的研发提供了数据参考。

关键词： BP神经网络   聚丙烯   氢氧化镁   硬脂酸钠   阻燃性能  

摘要： 为预测和提高聚丙烯/氢氧化镁(PP/MH)复合材料的阻燃性能,掌握不同因素对材料阻燃性能的影响强度,以MH粒径、接触角、添加量为3个输入量,以PP/MH复合材料的极限氧指数(LOI)为输出量,建立3层BP神经网络预测模型,将正交试验结果作为样本对其进行训练,用于预测复合材料的阻燃性能,设计实验对预测结果进行验证。结果表明:各因素对材料阻燃性能的影响由大到小依次为MH添加量、MH接触角和MH粒径。最佳的工艺参数:MH粒径为0.2μm、MH接触角为135°、MH添加量为40%,此条件下PP/MH复合材料的LOI高达31.5%。该BP神经网络模型能够准确预测复合材料的阻燃性能,预测值和试验值的相对误差一般小于5%。建立的阻燃性能预测模型可用于材料的性能优化,可减少实验工作量,提高工作效率。

关键词： 碳纤维增强复合材料   机械臂控制   末端设计   自动铺层  

摘要： 碳纤维增强复合材料(Carbon fiber-reinforced composite,CFRC)因具有轻质高强、耐腐蚀、耐冲击等优越性能,在生产生活中的应用已越来越广泛,然而复材产品的生产制造仍是劳动密集性产业,主要依靠人工.机械臂自上世纪50年代进入工业生产中以来,极大提高了生产效率和质量,然而目前机械臂在复材产品制造中的应用是少见的,主要集中在机械臂形式的自动铺丝(Automated fiber placement,AFP)中.复材产品制造工艺繁琐,将复合材料铺放在模具上是复材产品制造过程中的一个重要环节,本文称之为“铺层”,使用机械臂完成复合材料自动铺层将是未来复材产品制造自动化、智能化发展的一个关键方向.本文将机械臂进行复合材料自动铺层操作分为两种主要形式:铺片和铺带(丝),通过案例调研和分析,归纳总结现有的设计理念和技术方法,提出未来发展趋势,以期对机械臂的应用和研究、复材产品的智能化制造和工业4.0的发展形成参考.

关键词： 可生物降解聚合物   可生物降解塑料   聚丁二酸丁二醇酯   纳米黏土   机械工业出版社   石油基   阻透性能   原位聚合  

摘要： 由张玉霞编著、机械工业出版社出版的《可生物降解聚合物及其纳米复合材料》一书于2017年6月出版,本书介绍了可生物降解聚合物的种类及目前的生产与应用状况,重点介绍了目前研究得较多、有一定的生产量并得到了一定程度上应用的几种可生物降解塑料,包括可再生资源基、微生物参与制得的可生物降解塑料——乳酸和聚羟基烷酸酯,以及石油基可生物降解塑料——聚己内酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚乙烯醇、聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯等,涉及其化学结构、合成工艺、力学性能、熔融行为与结晶性能、成型工艺等;同时还介绍了其改性方法,包括共混改性及其与纳米材料的复配方法,重点介绍了各种可生物降解塑料与纳米层状硅酸盐(纳米黏土、蒙脱土等)复合材料的制备工艺、复合材料结构、物理与力学性能、熔融行为与结晶性能、流变性能、阻透性能、阻燃性能等,其中各类可生物降解塑料/层状硅酸盐纳米复合材料的制备工艺重点介绍了原位聚合插层法、熔融插层法和溶液插层法。

关键词： 微弧氧化   铝基复合材料   碳化硅增强体   气体析出   气相色谱  

摘要： 在硅酸盐溶液中,对15%SiC_(p)/2009铝基复合材料进行不同电压下的微弧氧化试验。通过分析微弧放电过程中复合材料析出气体的组成,评估电压对阳极析出气体成分的影响,并阐释其产生机制。结果表明:不同电压下阳极析出的气体均由H_(2)、O_(2)及少量CO组成,不同于传统电化学理论认为的阳极析出氧气。在360~440 V范围内,随着电压的升高,放电火花强度增大,微弧氧化膜生长速率加快,H_(2)含量随之增加,O_(2)含量相应降低;电压超过440 V后,H_(2)含量约为80%(体积分数),O_(2)含量约为20%,两者含量保持稳定。阳极火花放电区水热分解释放大量H_(2)和O_(2),且放电越剧烈,水分解量越多。放电区中铝和水氧化反应及高能电子轰击电离水分子也是过量H_(2)析出的重要原因。此外,SiC增强体参与成膜过程,并在放电区高温环境中被氧化,生成了少量的CO气体。

关键词： 双马来酰亚胺树脂   复合材料   高温力学性能  

摘要： 采用热分析方法研究了CCF800S/8210双马来酰亚胺树脂基复合材料的固化工艺参数与耐热性能的关系。结果表明,在250℃以内,随着固化温度的增加,CCF800S/8210双马来酰亚胺树脂基复合材料的耐热性能提高,玻璃化转变温度从310℃提高到350℃。进一步考察了该复合材料在室温和250℃时的力学性能,发现在250℃下力学性能保持率大于51%。因此,该双马来酰亚胺树脂基复合材料体系作为结构材料在航天航空领域有着潜在的应用价值。

关键词： 锂离子电池   阳极材料   复合材料   电化学  

摘要： 阳极材料是提高锂/钠离子电池电化学性能的关键因素之一。FeS 2因高理论容量890mAh/g、低成本等优点而受到广泛关注,但在充放电循环过程中体积膨胀率高、导电性差阻碍了其作为阳极材料的利用。复合化与纳米化是解决上述问题的有效途径。综述了近年来用于锂/钠离子电池阳极材料的FeS 2基复合材料的研究进展,并对FeS 2基阳极材料的发展趋势进行了展望。