一、芳纶纤维加快发展(论文文献综述)
刘祯园[1](2021)在《冲击荷载下纤维复合材料柔性防护体系动力性能分析与试验研究》文中指出由于我国地形地貌复杂,气候多变,因此泥石流成为了主要自然灾害之一。关于泥石流的防治措施方面,柔性防护体系因其自身具备良好的耗能性能而被广泛应用于实际工程。纵观我国的柔性防护体系研究历程,普遍采用的是钢丝绳网,而有关其余防护材料的研究甚少。本文基于国内外柔性防护体系的研究现状,在继承传统被动柔性防护形式的基础上,引入了一种以纤维复合材料为主,辅以固定系统组成的新式柔性防护体系。本文的防护网形状以矩形为主,纤维复合材料因其柔性,便于施工操作,防护网采用的矩形又可连接成多跨体系,适应多种地形。本文通过ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件和冲击试验相结合的研究方法,对纤维复合材料柔性防护体系的基本构成单元“防护网”进行了冲击荷载下的动力响应分析,主要研究的内容包括以下几个方面:(1)了解了国内外泥石流防治工程的研究现状,在继承前人的研究成果基础上确定了自己的课题方向。同时,推导与整理了冲击动力学中的动力平衡方程、能量与冲击力计算公式、ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件的主要设置以及绳索动力学中有关柔性体的运动方程。(2)通过对4组纤维复合材料试件的单轴拉伸试验,研究了不同纤维复合材料的基本力学性能,对比了材料之间的性能差别。结果表明:拉伸强度由大到小依次为碳纤维、芳纶纤维、玻璃纤维;而碳/芳混编复合材料的拉伸结果表现为负混杂效应。(3)从边界条件、体系长宽比、材料类别以及结构形式等角度出发,利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对模型的冲击力、能量、位移、加速度等进行分析。主要结论为:减少约束条件、适当扩大长宽比与网格间距有利于柔性防护网的耗能性能优化;高弹性模量材料的冲击力峰值更大,冲击物与结构接触的时间加快;冲击十字结构、3×3体系以及5×5体系,冲击力到达峰值的速度、能量转化的时间均变快,而位移峰值逐渐减小。(4)基于有限元模拟的结果,选取部分数值模拟工况作为试验方案进行冲击试验,试验中记录模型关键点的应变、位移和加速度数据,并与对应的数值模拟结果进行对比。结果表明:应力波的路径越长,结构的应变峰值和加速度响应逐渐减弱;增大冲击物质量,玻璃纤维复合材料的位移峰值最大;对比了两种节点连接方式,卡扣连接会影响构件的动态响应值,而绳结方式能加强结构整体性,弱化前者的缺点。
丁雪瑶[2](2021)在《碳纳米管/芳纶纤维复合纸基电致发热材料制备及性能研究》文中认为纸基电致发热材料具有轻质高强、电热转换效率高和柔韧性高等特点,在可穿戴智能服装、电热膜等领域应用前景广阔。与传统化石燃料加热方式相比,碳纳米管(Carbon Nanotube,CNT)基电致发热材料具有电热转换效率高、节能环保、绿色可持续等特性受到了广泛关注。但CNT极强的分子间作用力与化学惰性导致其易絮聚、分散性差,制备的纯CNT电致发热纸存在着强度低、脆性大,制备工艺复杂,限制了 CNT在纸基电热发热材料的应用与发展。针对上述问题,本论文以具有高强高模、耐温性优异的芳纶纤维作为纸基发热材料的基体,以具有优异导电与导热特性的CNT作为导电填料,构筑高性能CNT/芳纶复合纸基电致发热材料(以下简称电热纸)。采用表面活性剂改性、物理机械处理及化学改性三种方法,研究了 CNT及CNT/纤维共混浆料的化学结构、分散状态、结构稳定性,确定三种分散工艺的最佳工艺参数;在此基础上,采用造纸法制备CNT/芳纶复合纸,研究其微观形貌、力学性能、热稳定性和电致发热性能;同时,为解决造纸过程中CNT流失大、留着率低的难题,采用具有增强作用的芳纶纳米纤维(ANF)作为粘结剂,通过涂布法成功制备出性能优异的电热纸,研究了 ANF浓度、涂料固含量等对涂布纸物理性能、热性能、传感性能和电致发热性能的影响。主要结论如下:(1)以阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(Sodium dodecyl sulfate,SDS)为分散剂,探究了 SDS用量对CNT分散稳定性的影响,结果表明,SDS用量为0.04 wt.%时,SDS包裹CNT形成“复合胶束”实现CNT的有效分散;采用CNT/芳纶沉析纤维共磨的策略,探究磨浆工艺对CNT/芳纶纤维共混浆料分散性及其分散稳定性的影响,通过化学机械力作用实现其高效分散;通过浓硫酸/浓硝酸改性CNT,成功引入活性羧基基团(-COOH),可有效降低其表面张力,显着改善CNT/芳纶纤维共混浆料的分散性,同时,也可为CNT与芳纶纤维通过氢键结合提供更多的活性位点,为改善后期成纸界面结合力奠定基础。(2)基于三种CNT分散最优工艺,采用造纸法制备了三种电致发热纸,并探究其对纸张结构、机械性能、电致发热性能的影响。结果表明,热压处理可以显着提高CNT与芳纶纤维之间的结合强度,大幅提升电致发热纸的力学性能;SDS处理工艺制备的电致发热纸结构相对疏松,CNT与芳纶纤维间仅通过物理搭接作用成纸;力学性能相比于纯芳纶纸有明显下降;共磨处理形成的CNT/纤维穿插及包覆结构使得CNT在纤维网络中分布更均匀,可有效改善其力学性能,其拉伸强度可达29.97 MPa;当为30%CNT/芳纶纤维电热通入15 V电压时,可在极短时间内(17s)可以达到最高稳定温度(158℃),并展示出良好的循环稳定性和耐久性(循环100次);化学改性为CNT引入更多活性基团促进其与芳纶纤维通过大量氢键作用结合,大幅度提升电致发热纸力学性能,撕裂强度为52mN·m2·g-1,耐折次数高达6154次,同时使得电热纸展现出更优异的电致发热性能、响应速率快、发热稳定温度高。(3)基于传统造纸法存在CNT留着率低、滤水慢的问题,采用涂布法制备超低CNT含量的涂布电致发热纸。研究结果表明,ANF溶液浓度对涂料的黏度产生影响进而影响涂布纸的性能,CNT@ANF涂料是一种非牛顿流体,当ANF溶液浓度为1.0%、涂料固含量为4%时,涂布纸的力学性能、热稳定性及电致发热性能最佳,并模拟室内取暖、飞机除冰等应用场合,展现出优异的加热效果。此外,由于电热纸具有的三维网络结构与高的导电性,在智能传感领域表现出高灵敏度的传感性能,可实现人体微动作和微表情的实时反馈。本研究突破了CNT/共混浆料高效分散技术,通过造纸法/涂布法构筑的高性能CNT/芳纶复合纸基电致发热材料,展现出优异的力学性能与电致发热性能,解决了限制传统CNT电致发热纸制备与应用的瓶颈问题,为推动纸基电致发热材料的工业化生产与多元化应用提供新思路与技术依据,并拓展电热纸在室内电热取暖、飞机除冰以及可穿戴智能传感等领域的应用。
陈纤[3](2021)在《纳米芳纶气凝胶纤维的制备及其性能研究》文中研究说明气凝胶作为一种新型的高孔隙率固体材料,其大部分由空气构成,具有独特的三维网状多孔结构,表现出超低的密度(0.003-0.3 g/cm3)、高比表面积(100-1600 m2/g)和高孔隙率(孔隙率可高达99.8%以上)等物理特性,在隔热防护、电磁屏蔽、吸声减震及催化剂载体等领域具有明显的优势。早期发展起来的以二氧化硅(Si O2)为基体的无机气凝胶以及其它金属氧化物气凝胶都表现出韧性差的缺点,限制了气凝胶在很多领域的使用,因此越来越多的研究者将目光聚焦在有机气凝胶上。纳米尺度的芳纶纤维(又称纳米芳纶或芳纶纳米纤维)由于兼具高性能芳纶和纳米纤维的双重优势,有望成为一种综合性能优异的纳米构筑基元或纳米填充材料。作为良好的纳米构筑基元,如能将纳米芳纶进一步组装成宏观气凝胶材料,则能更好地实现高性能纤维材料的功能化与多元化的应用研究。目前对于纳米芳纶气凝胶的研究内容大多集中在气凝胶块状、膜状和微球等材料。纤维状气凝胶作为一种重要的一维材料,其千倍以上的长径比使其表现出良好的柔韧性,若将纳米芳纶组装成气凝胶纤维,则有望对其进行编织并赋予其柔性可穿戴的特性,从而使其具有相对于块状、膜状等气凝胶材料更广泛的应用前景。本文首先利用质子供体辅助脱质子法实现了纳米芳纶(ANFs)的高效快速、高浓度制备,然后采用湿法纺丝制备了ANFs气凝胶纤维,同时研究了纺丝过程中纺丝原液固含量、凝固浴温度和溶剂交换浴中叔丁醇含量对气凝胶纤维形貌与性质的影响;通过对制备的ANFs气凝胶纤维功能化改性,实现了纳米芳纶/碳纳米管复合气凝胶纤维的制备,其表现出良好的保温隔热性与电磁屏蔽性能。主要研究内容与结果如下:(1)分别利用去质子化法和质子供体辅助脱质子法制备了纳米芳纶,并对其所得产物的形貌、结构与性能进行了研究。通过去质子化法得到的纳米芳纶平均直径约为20-30 nm,长度可达几微米,整体呈现细长的线形结构,分布均匀。而质子供体辅助脱质子法得到的纳米芳纶呈扁平的丝带状,直径为10-20 nm,纤维之间相互缠绕,相对而言,质子供体辅助脱质子法制备的纳米芳纶具有更多的分支,性质稳定,分布较均匀无明显团聚。两种方法制备的纳米芳纶在化学结构上仍与芳纶吻合,分子骨架大致相同,并且保留了一定的结晶度。(2)以高浓度ANFs/二甲基亚砜混合液为纺丝原液,采用湿法纺丝工艺,以H2O/Ca2+为凝固浴,实现了在纺丝过程中纳米芳纶凝胶纤维的组装成形。湿法纺丝凝固浴中的二价金属离子Ca2+能与纺丝原液中的纳米芳纶表面丰富的含氧官能团如-COOH、-CO-NH-形成金属配位交联,促进了纳米芳纶凝胶纤维的组装成形,同时增强了纳米芳纶气凝胶纤维的力学性能;纺丝过程中,当凝固浴温度为90℃、纺丝原液固含量为5%时,得到的气凝胶纤维力学性能最佳、比表面积最高。研究中还通过调整溶剂置换液的组分与比例,来调控所得气凝胶纤维的微观结构。研究发现,当溶剂置换浴中叔丁醇和水的体积比为1:1时,ANFs气凝胶纤维具有良好的成形性,SEM测试结果表明其内部的纳米芳纶排列松散,呈蓬松网状结构,同时其比表面积可达165.4 m2/g,拉伸断裂强度达到4.2 MPa;而随着溶剂置换浴中水含量的增加,气凝胶纤维的比表面积逐渐下降,力学强度逐渐增加;当仅以H2O为溶剂置换液时,所形成的结构内部纳米芳纶整齐取向排列,其断裂强度可达328.7 MPa,但其比表面积和孔隙率大幅下降。(3)为了进一步拓展纳米芳纶气凝胶纤维的应用,利用羧基化处理的碳纳米管(CNT-COOH)对ANFs气凝胶纤维进行杂化改性,制备了一系列不同CNT-COOH负载量的复合气凝胶纤维。研究中发现,CNT-COOH与ANFs之间通过氢键与π-π堆叠连接,但CNT-COOH添加量过高时,不利于其分散,导致力学性能降低;ANFs/CNTs气凝胶织物由于高孔隙率具有良好的保温隔热性能,同时多层复合气凝胶纤维织物在高温下,显示出更优异的保温隔热性能;ANFs/CNTs-COOH复合气凝胶纤维在CNT-COOH负载量为60%时,电磁屏蔽最大值能达到36.6 d B,高于实际应用的商业标准要求。
张斌[4](2021)在《芳纶纤维增强复合材料超低温铣孔基础研究》文中研究指明芳纶纤维增强复合材料(AFRP)具有比强度高、抗冲击性能好等优越的物理性能,广泛应用于航空航天、装甲防护和武器装备等领域。尤其是在航空航天领域,设备零部件装配时通常采用铆钉或螺栓进行连接,为达到装配精度,满足部件的使用要求,连接孔的精度就必须达到更高的标准。由于芳纶纤维的高度取向性,其复合材料具有复杂的多相结构并呈现各向异性,在机械加工中通常伴随毛边、分层、烧蚀等缺陷。因此很难获得理想的加工表面,影响加工质量和构件的使用性能和使用安全,亦成为限制其应用的瓶颈所在,故改进AFRP制孔加工工艺尤为重要。本文首先对AFRP干切削时的加工机理和加工缺陷成因进行了分析,并基于AFRP以及纤维增强体和树脂基体的低温力学性能,提出以液氮介质冷却对AFRP进行螺旋铣孔的方法;建立了考虑切削微区温度的AFRP螺旋铣孔力模型,预测了各工艺参数和温度变化引起的材料性能改变对铣削力的影响规律;最后利用单因素分析法在干切削和液氮冷却条件下对AFRP进行螺旋铣孔试验,研究了AFRP的低温加工性能,获得了各加工参数及低温条件对铣孔力以及孔加工质量的影响规律,揭示了超低温冷却AFRP铣孔切削机理。结果表明:在对AFRP螺旋铣孔时,铣削力主要与主轴转速、刀具的进给量和不同温度下AFRP的力学性能有关,而且主轴转速对铣削力大小的影响程度小于进给量。此外,干切削时切削温度高、断屑不足是造成加工缺陷的主要原因。低温介质介入后,切削区温升迅速降低,AFRP的力学性能被改变,剪切强度增加,层间结合能力提高,抵抗外部载荷破坏的能力增强。故铣削力比干切削时提高20%-30%,同时纤维卷边、分层等加工缺陷被抑制,孔壁的表面粗糙度值比干切削时降低30%左右,加工质量明显提升。因此,AFRP在低温下的力学性能变化是抑制加工缺陷产生的根本原因。综上所述,液氮介质冷却铣孔可有效抑制AFRP干铣孔的加工缺陷,提高孔的加工质量,为该材料的高质量低损伤加工提供了一种全新的视野。
刘清清,郭荣辉[5](2020)在《芳纶纤维的改性研究进展》文中提出随着高新技术行业的发展,芳纶纤维以高强高模、密度小、耐高温耐腐蚀等优异性能得到了广泛的应用,介绍了芳纶纤维的结构、性能及应用。改变芳纶纤维表面性质能有效发挥芳纶纤维在复合材料中的优异性能,阐述了芳纶纤维的物理和化学表面改性方法,分析了各种改性方法在应用上的优点和缺点。结合我国芳纶纤维生产的实际情况,对芳纶纤维的改性研究进行展望。
盛丹[6](2020)在《间位芳纶纤维表面结构调控及其颜色构建》文中研究说明间位芳纶,具有较好的热稳定性和机械性能,在轻量化领域,其结构复合材料可替代金属使用,故间位芳纶被广泛应用于军事领域和国民经济领域,是国家建设不可替代的战略关键材料。但难染色、不耐日晒等“短板”问题极大限制了其优异性能的进一步利用。解决间位芳纶“短板”问题的核心是在尽量不影响其优异性能的前提下,做到对间位芳纶大分子结构的可控调控,并在此基础上,实现间位芳纶的颜色构建,进一步拓展其在国防、民用等领域的应用。本课题围绕如何高效解决间位芳纶“短板”问题,主要开展了以下几方面工作:(1)选用间位芳纶纺丝常用溶剂,且有成熟回收技术的N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)作为间位芳纶大分子间氢键的调控剂,对间位芳纶大分子间氢键可控调控的可行性进行探讨,结合DMAc对带不同电荷染料分子上染间位芳纶效果,及对染料团聚行为的影响,提出DMAc?Dye+体系加速染色理论。通过染色效果测试表明,DMAc和NaCl协同作用可显着提高阳离子染料在间位纤维上的透染率,且其水洗及湿摩擦牢度较好,验证了DMAc?Dye+体系加速染色理论的正确性。(2)基于DMAc对间位芳纶大分子间氢键调控的理论研究,结合分散染料高温易升华的特性,通过压力限制气化分散染料及DMAc分子的流动空间,提高间位芳纶纤维周围分散染料及DMAc的分子浓度,建立热和压力作用下分散染料上染间位芳纶的染色机理模型;通过分析DMAc可显着降低染液中分散染料聚集度的现象,判断DMAc在打开间位芳纶大分子间氢键的同时,还能为分散染料的升华提供便利条件;热和压力作用下,高浓度DMAc可有效提高染色间位芳纶的表观色深及透染率,且一定程度上提高了间位芳纶的热稳定性及力学性能,进一步证明热和压力作用结合DMAc的氢键调控作用在提高间位芳纶染色性能方面是高效可行的。(3)对间位芳纶的表层结构进行进一步调控,使纤维表面出现微溶解层,并利用定向气流场作用使吸附在纤维表面的无机颜料粒子原位嵌入纤维表面,以实现间位芳纶的着色;选用无机颜料粒子铁红P.R.101、铁黄P.Y.42、铁蓝P.B.27,对间位芳纶进行颜色构建,其样品表现出较高的表观色深及耐熨烫升华牢度、耐日晒牢度,表明无机颜料粒子嵌入纤维表面的量较多,与间位芳纶结合的牢度较好;定向气流场原位嵌入技术对间位芳纶热稳定性及机械性能几乎无影响,进一步说明微溶解与定向气流场作用相结合适用于间位芳纶颜色构建。(4)为了提高无机颜料粒子与间位芳纶复合的界面牢度,利用DMAc在高温(175℃)环境中快速气化的特点,结合间位芳纶纤维在温度及DMAc/LiCl作用下表面可快速生成微溶解层的结论,使无机颜料粒子在DMAc瞬态气化环境中压嵌间位芳纶,以实现间位芳纶颜色的高效构建;通过考查无机颜料粒子溶液中LiCl浓度及油浴处理时间对间位芳纶颜色及强力的影响,确定DMAc瞬态气化环境中调控间位芳纶纤维微溶解层的最佳工艺,并通过水洗及摩擦牢度的测试对其界面牢度进行了考查;通过此技术,将分散染料、有机颜料P.R.254应用于间位芳纶的颜色构建,进一步验证DMAc瞬态气化环境中压嵌技术在间位芳纶颜色可控构建方面具广泛适用性及较强的可操作性。总结,本研究通过研究氢键调控剂对染料及间位芳纶的作用机理,为常压高温染间位芳纶提供了理论基础。利用压力将无机颜料粒子嵌入纤维微溶解层中以实现间位芳纶的颜色构建,既解决了有机染料染色间位芳纶不耐日晒、升华牢度差的问题,也解决了间位芳纶表界面改性工序复杂、牢度不佳的问题,为深入探讨高性能纤维的高效着色问题提供了一定的科学参考。
杨波[7](2020)在《芳纶浆粕增强高苯乙烯丁苯橡胶性能的研究》文中指出短纤维增强橡胶复合材料将纤维的刚性与橡胶的弹性有机的结合在一起,在保留橡胶优点的同时赋予橡胶更优异的性能。本文采用芳纶浆粕短纤维作为补强纤维,研究芳纶浆粕(AP)增强炭黑(CB)/高苯乙烯丁苯橡胶复合材料的性能。通过紫外辐照、Li Cl溶液络合、胶乳包覆等方法处理AP纤维,改善纤维与橡胶基体的界面粘结性,结合橡胶加工分析仪(RPA)、力学性能、扫描电子显微镜(SEM)、动态耐切割测试、动态疲劳测试等表征手段,分析复合材料的性能。研究内容为以下几个方面:(1)少量AP纤维的加入能明显改善高苯乙烯丁苯橡胶复合材料的力学性能,随着纤维的用量增加,复合材料的定伸应力逐渐增加,断裂伸长率呈降低趋势,撕裂强度得到一定提高,加入6 g AP纤维时复合材料的综合力学性能最好。AP纤维的加入提高了复合材料的耐切割性能,随纤维用量增加,复合材料的掉胶量逐渐减少。在压缩疲劳生热测试中,试样温度随纤维用量增加呈增大趋势,AP纤维的加入提高了复合材料的生热。经过10,000次动态疲劳测试后,加入AP纤维的复合材料的复数模量仍保持在较高位置。比较了高苯乙烯丁苯橡胶(苯乙烯含量40%)和普通丁苯橡胶(苯乙烯含量23.5%)的性能,同纤维含量下,高苯乙烯丁苯橡胶复合材料具有更高的100%和300%定伸应力,更强的耐切割性能,但比普通丁苯橡胶复合材料的生热更高。(2)采用紫外辐照、Li Cl溶液络合、胶乳包覆等方法对AP纤维进行处理,改性后的纤维与高苯乙烯丁苯橡胶共同制备复合材料。纤维经过紫外辐照2、4、6 min后,纤维表面形貌发生变化,表面被破坏。紫外辐照AP纤维后,硫化胶的储能模量增大,纤维与橡胶的界面粘结性得到改善,复合材料的定伸应力有所提高。在动态疲劳测试中,纤维经紫外处理后,复合材料的复数模量增大;采用不同浓度的Li Cl溶液处理AP纤维,处理后的AP纤维结晶度下降。纤维经过浓度10%的Li Cl溶液处理后,复合材料的拉伸强度和定伸应力有所提高,综合力学性能较好;使用丁吡胶乳和天然胶乳处理AP后,硫化胶的储能模量和损耗模量提高。胶乳在AP纤维与橡胶基体间形成柔性界面,改善了纤维与橡胶的界面粘结性。胶乳的加入提高了复合材料的定伸应力,丁吡胶乳改性AP的复合材料综合力学性能较好。动态疲劳测试结果表明,胶乳的加入提高了复合材料的复数模量,丁吡胶乳包覆纤维的复合材料复数模量最大。(3)AP纤维先分别经过紫外辐照4 min和浓度10%的Li Cl溶液络合处理,再用丁吡胶乳进行包覆。丁吡胶乳的加入提高了硫化胶的储能模量,AP纤维经过紫外辐照和丁吡胶乳包覆复合改性后,储能模量进一步提高,纤维与橡胶的界面粘结性得到改善。复合改性相比仅是丁吡胶乳包覆AP纤维,复合材料的拉伸强度有所提高,AP纤维经过紫外辐照和丁吡胶乳包覆复合改性的复合材料综合力学性能较好。动态疲劳测试结果表明,丁吡胶乳的加入能使复合材料保持较高的复数模量。
尹恋鹏[8](2020)在《芳纶纤维/丁苯橡胶复合材料疲劳行为研究》文中认为在交变应力(应变)的服役环境下,橡胶材料的疲劳性能决定了制品的使用寿命。本文研究了芳纶纤维(AF)增强炭黑(CB)/丁苯橡胶(SBR)的力学性能及疲劳行为与机制。对芳纶纤维分别进行热氧化处理、Li Cl络合处理以及Na OH处理,使AF表面活化,增加AF的表面粗糙度,同时分别以丁吡胶乳、国产液体橡胶、硅烷偶联剂(KH560)作为界面粘结剂处理AF,通过对力学性能及疲劳性能的表征测试,分析了改性后复合材料界面性能的变化。具体内容如下:(1)研究不同界面特征的AFs对增强SBR/CB复合材料静态机械性能与疲劳裂纹扩展速率的影响及其影响机理;计算纤维影响参数α,疲劳裂纹增长率和撕裂能间的关系,评估AFs疲劳裂纹增长率的综合影响效应。结果表明,在低疲劳应变条件下,AF增强复合材料的裂纹扩展速率高于SBR/CB,但随着疲劳应变的增大,复合材料的裂纹扩展速率明显低于SBR/CB。提出了在裂纹扩展过程中纤维对复合材料的影响机理。同时,纤维和基体之间的界面特性对复合材料疲劳性能产生影响。尽管静态机械性能差异较小,在AFs表面涂覆VPL层,增加了柔性界面层对疲劳裂纹的吸引作用,有效地抑制了疲劳裂纹的扩展。小缺口裂纹尖端在较低疲劳应变能缓慢扩展,应变加大,裂纹尖端易出现钝化,终止裂纹扩展。(2)研究氢氧化钠(Na OH)处理及马来酸酐化液体橡胶(MLPB)复合改性对纤维增强丁苯橡胶复合材料机械性能及疲劳性能的影响;表征纤维不同取向方式对复合材料静态机械性能及疲劳裂纹扩展带来的差异;并调查纤维不同取向复合材料疲劳前后相对脱粘能(RDE)的变化。MLPB不仅能增强复合材料界面强度,同时增加纤维与基体的粘附性,能有效提高纤维对裂纹扩展的抑制作用。纤维不同取向方向对复合材料静态机械性能与动态疲劳性能产生明显的影响,且纤维垂直取向时,纤维与基体的界面特性与复合材料性能相关性不大。纤维垂直取向,复合材料无缺口试样疲劳后,应力应变曲线出现明显偏离,RDE值降低;纤维平行取向时,复合材料疲劳前后应力应变曲线无明显变化。(3)研究偶联剂KH560与丁吡胶乳VPL形成的不同特性的界面对复合材料机械性能的影响,同时研究疲劳裂纹扩展过程复合材料应力变化趋势。KH560与VPL均能提高复合材料界面强度,其100%与300%定伸应力均有提高,但在动态机械性能方面,VPL形成的韧性界面层能吸收更多的能量,界面抗损伤性能更佳。
钟金成[9](2020)在《界面特性对芳纶/丁苯橡胶疲劳行为作用的研究》文中提出轮胎等橡胶制品在交变应力(应变)作用下,由于疲劳损伤的不断发展,材料性能在使用过程中不断衰减,所以疲劳性能是评价橡胶复合材料性能的主要指标之一。短纤维增强橡胶(short-fiber reinforced rubber,SFRR)复合材料将橡胶的高弹性与纤维的刚性有机结合,使之具备高模量、高耐穿、高撕裂强度和高弹性,是最具应用潜力的高性能复合材料之一。由于纤维的引入增加了相间的界面,其疲劳行为异于单一的橡胶材料,橡胶与纤维间的界面层成为影响其疲劳性能的关键。因此,表征SFRR复合材料的界面特性,构建不同特性的界面层,探明界面特性与疲劳行为的关系,能为更高值化、高使用寿命的高性能SFRR复合材料设计提供理论指导和依据。本文通过两步法制备了具有有效原位界面层的SFRR材料;利用马来酸酐接枝聚丁二烯液体橡胶(maleated polybutadiene liquid rubber,MLPB)、环氧树脂(epoxy resin,E51)和2-乙基-4-甲基咪唑(2-ethyl-4-methylimidazole,2E4MZ)复配包覆对SFRR材料界面特性进行调控,提出了用相对脱粘能、相对改性脱粘能对界面粘接性能进行描述,并利用原子力显微镜(atomic force microscopy,AFM)等对界面特性进行表征;研究了原位界面层形成的机理以及界面特性调控的方法,分析了界面特性与疲劳寿命的关系;并探讨了有效界面层对SFRR材料裂纹扩展速率的影响。论文研究取得的主要成果如下:(1)通过对AF进行络合改性(treated AF,T-AF)并在表面包覆丁吡胶乳(vinyl-pyridine rubber latex,VPL)或MLPB的两步法处理,改善了AF纤维与丁苯橡胶之间的界面粘接性能。利用AFM观测到改性后的复合材料存在明显界面层,并用AFM观测到界面层在疲劳过程中发生模量下降。利用拉伸应力应变曲线计算了相对脱粘能(relative debonding energy,RDE)、相对改性脱粘能(relatively modified debonding energy,RMDE)及RMDE在疲劳过程中的衰减率。分别用来表征在拉伸过程中纤维与橡胶基体发生脱粘所需要的应变能,因纤维改性产生的界面层在拉伸过程中发生脱粘所需要的附加应变能,以及纤维改性产生的界面层在疲劳过程中发生的损伤量。发现RDE与RMDE值与载荷控制的拉伸疲劳寿命之间存在正比关系,可以用于定性评估材料的橡胶复合材料的疲劳寿命。两步法改性AF制备的SBR/CB/T-AF/MLPB的RDE值比SBR/CB/AF的RDE值提高超过100%,疲劳寿命提高了195%。结果表明,通过建立能吸收大量应变能的具有一定模量的韧性界面层,可以提高SFRR复合材料的疲劳性能。(2)建立良好的界面层已经证明可以明显提高SFRR材料的疲劳性能,但是怎样建立良好的界面层,怎样对界面层特性进行调控还需要进一步研究。用MLPB、环氧树脂E51和2E4MZ配制成包覆剂分散液,对络合处理后的AF进行包覆,在加工过程中制备具有原位界面层的SFRR复合材料。结果表明,各种包覆剂之间发生了酯化反应,并在纤维表面沉积形成原位界面层。并选定了制备原位界面层最佳的加工工艺,密炼机加工温度150°C,密炼机转子转速为80r·min-1时,复合材料的RDE值提高100 k J·m-3,相比传统包覆方式:包覆剂固化后再加工的复合材料,其RDE值增加量提高了一倍。(3)进一步通过调节包覆剂MLPB与E51的总量及相互配比,调控SFRR复合材料的界面特性,结果表明,包覆剂含量与纤维含量之比为6:4时,包覆剂转化为原位界面层的比例较高,同时RDE与RMDE值最高,RDE值增高了一倍,界面粘接强度好。包覆剂中两种物质MLPB与E51对界面粘接的作用机制不同,前者主要提供与橡胶共硫化的基团,后者则是能够将MLPB包覆固定在界面处,同时提供界面层的模量。当E51/MLPB的值为1/5和2/4时,复合材料的RDE与RMDE值最高,界面粘接强度最好,同时力学性能也较优。(4)利用邵氏硬度计和AFM表征不同复合材料的界面特性(界面厚度和界面层硬度),考察界面特性对复合材料疲劳性能的影响。结果发现,RDE、RMDE值与疲劳寿命间存在很好的正比关系,包覆剂中MLPB含量较多而E51含量较少的SFRR材料的RDE与RMDE值较大(界面韧性较高),疲劳寿命较长,能够增加到原有寿命的3倍以上。韧性较高、厚度较厚的界面层利于提高复合材料的疲劳寿命。通过对复合材料的裂纹扩展速率进行测定,发现具有改性界面层的复合材料裂纹扩展速率曲线上出现一个平台区,在此平台区裂纹扩展速率不随撕裂能的增加而增加,将曲线平移一个平台区后,其基本符合橡胶材料裂纹扩展速率与撕裂能之间的幂律关系,可以采用裂纹扩展速率与撕裂能曲线上的平台区长度表征界面在材料疲劳过程中的作用,疲劳寿命最高配方的SFRR材料,其平台区大小为1116 J·m-2。
周娴[10](2020)在《新型黏弹性阻尼器性能研究》文中研究说明减震技术是当今防灾减灾工程中不可或缺的一部分,其中黏弹性阻尼器发挥了很大的作用。而目前国产的黏弹性阻尼器存在黏弹性材料损耗因子低、性能试验研究不够完善、对使用环境要求较高等缺点。本文主要针对黏弹性阻尼器内部的黏弹性材料的改进,以达到改善黏弹性阻尼器性能的目的。本文在橡胶中加入芳纶纤维网,制成新型黏弹性阻尼器,对其进行了抗疲劳性能、变形相关性、频率相关性、温度相关性和加载顺序对阻尼器性能的影响等试验研究,并对试验结果进行了线性等效模型拟合。通过试验的研究分析,得出以下结论:(1)黏弹性材料的耗能能力随着应变幅值的增大而降低,其中含有芳纶纤维网的新型黏弹性阻尼器较原始黏弹性阻尼器下降得更少。(2)含有芳纶纤维网的新型黏弹性阻尼器较原始黏弹性阻尼器的刚度增加了,且对于建筑结构而言,在相同位移下时,原始黏弹性阻尼器的总耗能能力小于含有芳纶纤维网的新型黏弹性阻尼器。(3)虽试验表明黏弹性阻尼器的频率相关性较小,但加载频率对含有芳纶纤维网的新型黏弹性阻尼器的影响较原始黏弹性阻尼器的大。(4)含有芳纶纤维网的新型粘弹性阻尼器的正常工作温度范围较原始黏弹性阻尼器大,且前者受到加载温度的影响较后者小,更适用于实际工程环境。(5)因橡胶具有马林斯效应,故黏弹性阻尼器反向加载的力学性能指标大都低于正向加载的力学性能指标,而含有芳纶纤维网的新型黏弹性阻尼器减小了加载顺序对黏弹性阻尼器力学性能的影响。
二、芳纶纤维加快发展(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、芳纶纤维加快发展(论文提纲范文)
(1)冲击荷载下纤维复合材料柔性防护体系动力性能分析与试验研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 泥石流拦挡工程研究现状 |
1.2.2 柔性防护体系的研究现状 |
1.2.3 纤维增强复合材料的研究现状 |
1.3 本文研究内容及课题创新性 |
1.3.1 研究内容及基本框架 |
1.3.2 课题创新性 |
第2章 LS-DYNA基本原理及绳索动力学问题概述 |
2.1 引言 |
2.2 冲击动力学基本理论 |
2.2.1 冲击荷载下结构的特有性质 |
2.2.2 动力平衡方程的建立与求解 |
2.3 冲击动力学问题的数值模拟 |
2.3.1 有限元软件简介 |
2.3.2 LS-DYNA的算法和求解 |
2.4 ANSYS/LS-DYNA仿真影响控制因素 |
2.4.1 LS-DYNA的沙漏控制 |
2.4.2 积分步长设置 |
2.4.3 负体积控制 |
2.5 结构的能量吸收与冲击力计算方法 |
2.5.1 能量法基本原理 |
2.5.2 大块石冲击力计算方法 |
2.6 绳索动力学基本问题 |
2.6.1 绳索运动行为引起的动力学问题 |
2.6.2 绳索结构的力学基本方程 |
2.6.3 绳索结构模型的基本理论 |
2.7 本章小结 |
第3章 纤维复合材料力学性能试验研究 |
3.1 引言 |
3.2 单向纤维材料静力拉伸试验 |
3.2.1 试验的原材料 |
3.2.2 试验方案的设计 |
3.2.3 试验设备 |
3.2.4 试验结果及其分析 |
3.3 混编纤维复合材料静力拉伸试验 |
3.3.1 试验结果及分析 |
3.3.2 应力-应变曲线对比分析 |
3.4 本章小结 |
第4章 纤维复合材料柔性防护体系动力响应分析 |
4.1 引言 |
4.2 有限元模型与冲击能量的计算 |
4.2.1 有限元模型的建立 |
4.2.2 冲击能量的计算方法 |
4.3 不同边界条件对体系的影响 |
4.3.1 冲击力分析 |
4.3.2 能量分析 |
4.3.3 位移分析 |
4.3.4 加速度分析 |
4.4 不同长宽比对体系的影响 |
4.4.1 冲击力分析 |
4.4.2 能量分析 |
4.4.3 位移分析 |
4.4.4 加速度分析 |
4.5 结构形式对体系的影响 |
4.5.1 冲击力分析 |
4.5.2 能量分析 |
4.5.3 位移分析 |
4.5.4 加速度分析 |
4.6 不同复合材料对体系的影响 |
4.6.1 冲击力分析 |
4.6.2 能量分析 |
4.6.3 位移分析 |
4.6.4 加速度分析 |
4.7 本章小结 |
第5章 冲击荷载下复合材料柔性防护体系试验研究 |
5.1 引言 |
5.2 试验方案 |
5.2.1 试验目的 |
5.2.2 支撑约束系统及柔性防护体系设计 |
5.2.3 试验装置与测量仪器 |
5.2.4 加载工况及测点布置 |
5.2.5 试验步骤 |
5.3 试验结果及分析 |
5.3.1 应变响应分析 |
5.3.2 位移响应分析 |
5.3.3 加速度响应分析 |
5.4 试验现象及损伤形态 |
5.4.1 关键节点的损伤 |
5.4.2 柔性防护体系的损伤 |
5.4.3 绳结连接方式下的节点损伤 |
5.5 试验与模拟对比 |
5.5.1 位移结果对比 |
5.5.2 应变结果对比 |
5.6 本章小结 |
结论与展望 |
结论 |
展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录 A 攻读学位期间所参与的项目 |
(2)碳纳米管/芳纶纤维复合纸基电致发热材料制备及性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 电热材料概述 |
1.1.1 金属基电热材料 |
1.1.2 非金属基电热材料 |
1.2 碳基电致发热材料 |
1.2.1 碳基电热材料研究进展 |
1.2.2 碳纳米管 |
1.3 碳纳米管/芳纶复合材料 |
1.3.1 芳纶纤维 |
1.3.2 芳纶纳米纤维 |
1.3.3 碳纳米管/芳纶复合材料的应用 |
1.4 研究的目的和意义 |
1.5 课题研究内容 |
1.5.1 研究主要内容 |
1.5.2 研究技术路线 |
2 表面活性剂/功能化改性对CNT分散性的影响 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验原料与试剂 |
2.2.2 实验仪器及设备 |
2.2.3 表面活性剂分散碳纳米管及浆料的制备 |
2.2.4 共磨分散碳纳米管及浆料的制备 |
2.2.5 羧基化改性分散碳纳米管及浆料的制备 |
2.2.6 性能测试与表征 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 表面活性剂对碳纳米管及浆料分散性及稳定性研究 |
2.3.2 共磨对CNT/纤维浆料分散性及稳定性研究 |
2.3.3 功能化改性对碳纳米管及浆料分散性及稳定性研究 |
2.4 小结 |
3 造纸法制备柔性纸基电致发热材料及性能研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验原料和试剂 |
3.2.2 实验仪器及设备 |
3.2.3 CNT/PMIA浆料的制备 |
3.2.4 柔性纸基电致发热材料制备 |
3.2.5 电致发热纸的性能测试与表征 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 热压处理对电致发热纸性能影响 |
3.3.2 表面活性剂分散制备的电致发热纸性能研究 |
3.3.3 共磨分散制备的电致发热纸性能研究 |
3.3.4 功能化改性制备纸基电热材料性能研究 |
3.3.5 造纸法制备纸基电致发热材料性能对比 |
3.4 小结 |
4 涂布法制备复合纸基电致发热材料及性能研究 |
4.1 实验部分 |
4.1.1 实验原料和试剂 |
4.1.2 实验仪器及设备 |
4.1.3 对位芳纶纳米纤维溶液的制备 |
4.1.4 CNT@ANF涂料的制备 |
4.1.5 涂布纸基功能材料的制备 |
4.1.6 涂料及涂布纸性能测试与表征 |
4.2 结果与讨论 |
4.2.1 涂料的流变性能 |
4.2.2 涂布纸的制备 |
4.2.3 涂布纸的微观形貌 |
4.2.4 涂布纸的热稳定性 |
4.2.5 涂布纸的力学性能 |
4.2.6 涂布纸电学性能 |
4.2.7 涂布纸电致发热性能 |
4.2.8 涂布纸传感性能 |
4.3 小结 |
5 结论及进一步研究建议 |
5.1 结论 |
5.2 论文创新点 |
5.3 论文中的不足及进一步研究建议 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间发表的学术论文目录 |
(3)纳米芳纶气凝胶纤维的制备及其性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 气凝胶概述 |
1.3 气凝胶的分类 |
1.3.1 无机气凝胶 |
1.3.2 有机气凝胶 |
1.3.3 复合气凝胶 |
1.4 气凝胶的制备方法 |
1.5 气凝胶纤维材料的研究现状 |
1.6 纳米芳纶概述 |
1.6.1 对位芳纶纤维简介 |
1.6.2 纳米芳纶简介 |
1.6.3 纳米芳纶的制备 |
1.7 纳米芳纶气凝胶及其纤维材料的研究进展 |
1.8 课题研究意义和研究内容 |
第二章 纳米芳纶的制备与结构、性能研究 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验原料 |
2.2.2 实验仪器 |
2.2.3 纳米芳纶的制备 |
2.2.4 纳米芳纶膜的制备 |
2.2.5 分析测试方法 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 纳米芳纶的制备原理 |
2.3.2 芳纶的溶解过程分析 |
2.3.4 纳米芳纶的化学结构 |
2.3.5 纳米芳纶的热性能 |
2.3.6 纳米芳纶膜的力学性能分析 |
2.4 本章小结 |
第三章 纳米芳纶气凝胶纤维的制备及其微观结构调控 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验原料 |
3.2.2 实验仪器 |
3.2.3 纳米芳纶气凝胶纤维的制备 |
3.2.4 测试部分 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 凝固浴中Ca~(2+)的影响 |
3.3.2 干燥方式的影响 |
3.3.3 凝固浴温度的影响 |
3.3.4 纺丝原液固含量的影响 |
3.3.5 不同溶剂交换浴的影响 |
3.4 本章小结 |
第四章 纳米芳纶/碳纳米管复合气凝胶纤维的制备与性能研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 实验原料 |
4.2.2 实验仪器 |
4.2.3 纳米芳纶复合气凝胶纤维的制备 |
4.2.4 测试部分 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 MWCNTs-COOH的形貌与结构分析 |
4.3.2 MWCNTs-COOH与 ANFs的界面相互作用表征 |
4.3.3 ANFs/CNTs复合气凝胶纤维的形貌结构与性能研究 |
4.4 本章小结 |
第五章 总结与展望 |
5.1 主要结论 |
5.2 研究展望 |
参考文献 |
攻读硕士期间已发表或录用的论文 |
致谢 |
(4)芳纶纤维增强复合材料超低温铣孔基础研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 芳纶纤维复合材料的应用及发展 |
1.2 芳纶纤维复合材料切削工艺研究现状 |
1.2.1 AFRP切削机理研究现状 |
1.2.2 AFRP加工技术研究现状 |
1.2.3 AFRP螺旋铣孔技术研究现状 |
1.2.4 AFRP低温冷却加工研究现状 |
1.3 论文的背景意义和主要研究内容 |
1.3.1 课题背景和研究意义 |
1.3.2 主要研究内容 |
1.4 本章小结 |
第2章 AFRP力学性能和缺陷形成机制 |
2.1 芳纶纤维复合材料常温力学与切削性能分析 |
2.1.1 AFRP常温力学性能 |
2.1.2 AFRP加工缺陷形成原因 |
2.1.3 AFRP螺旋铣孔加工缺陷分析 |
2.2 芳纶纤维复合材料低温力学与切削性能分析 |
2.2.1 AFRP低温力学性能 |
2.2.2 AFRP低温切削机理分析 |
2.3 本章小结 |
第3章 AFRP铣孔力建模分析 |
3.1 螺旋铣孔的动力学建模 |
3.2 芳纶纤维复合材料的低温铣削力模型 |
3.2.1 芳纶纤维复合材料的铣削断屑模型 |
3.2.2 芳纶纤维复合材料的铣削力学模型 |
3.2.3 芳纶纤维复合材料的铣孔力模型 |
3.3 本章小结 |
第4章 AFRP低温冷却铣孔试验 |
4.1 试验准备与方法 |
4.1.1 试验材料 |
4.1.2 试验设备和刀具选择 |
4.1.3 测量装置与方法 |
4.1.4 试验方法与内容 |
4.2 超低温条件下加工参数对AFRP铣孔力的影响规律 |
4.2.1 铣孔力实验结果分析与处理 |
4.2.2 切削速度对铣孔力的影响规律 |
4.2.3 进给速度对铣孔力的影响规律 |
4.3 超低温条件对AFRP铣孔质量的影响规律 |
4.3.1 AFRP螺旋铣孔质量评定方法 |
4.3.2 工艺参数对孔口加工质量的影响规律 |
4.3.3 工艺参数对AFRP分层的影响规律 |
4.3.4 工艺参数对孔内壁表面粗糙度的影响规律 |
4.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果 |
致谢 |
(5)芳纶纤维的改性研究进展(论文提纲范文)
1 芳纶纤维的结构、性能及应用 |
2 芳纶纤维的改性方法研究进展 |
2.1 物理改性方法 |
2.1.1 超声波处理 |
2.1.2 等离子体处理 |
2.1.3 高能射线辐照处理 |
2.1.4 紫外辐照 |
2.1.5 物理涂覆处理 |
2.2 化学改性方法 |
2.2.1 化学表面刻蚀 |
2.2.2 表面接枝 |
2.2.3 超临界二氧化碳改性 |
2.2.4 络合改性 |
2.2.5 偶联剂处理 |
2.2.6 表面化学沉积 |
3 结语 |
(6)间位芳纶纤维表面结构调控及其颜色构建(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 间位芳纶的生产工艺及结构 |
1.2.1 间位芳纶的生产工艺 |
1.2.2 间位芳纶的结构 |
1.3 间位芳纶染色研究进展 |
1.3.1 纤维成形前结构调控在染色中的应用 |
1.3.2 纤维表面结构调控在染色中的应用 |
1.3.3 纤维内部结构调控在染色中的应用 |
1.4 提高染色间位芳纶耐日晒色牢度研究进展 |
1.5 本课题的研究目的、意义及主要内容 |
1.5.1 目的及意义 |
1.5.2 主要内容 |
参考文献 |
第二章 间位芳纶表面氢键调控及DMAc·Dye~+体系促染机理研究 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验材料、试剂及仪器 |
2.2.2 DMAc改性间位芳纶 |
2.2.3 配制含不同浓度DMAc和 Na Cl的染液 |
2.2.4 DMAc助阳离子与分散染料上染间位芳纶 |
2.2.5 含不同浓度DMAc和 Na Cl的染液染间位芳纶 |
2.2.6 DMAc对间位芳纶表面结构及性能影响测试 |
2.2.7 DMAc对染液影响测试 |
2.2.8 染色效果测试 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 DMAc对间位芳纶表观形貌及结构的影响 |
2.3.2 DMAc对间位芳纶结晶结构及力学性能的影响 |
2.3.3 DMAc对间位芳纶热性能的影响 |
2.3.4 DMAc对间位芳纶阳离子与分散染料染色的效果对比 |
2.3.5 DMAc对阳离子染料染液的影响 |
2.3.6 DMAc·Dye~+体系染色机理模型构建 |
2.3.7 DMAc浓度对间位芳纶阳离子染料染色深度的影响 |
2.3.8 DMAc·Dye~+染色间位芳纶的拉曼图谱分析 |
2.3.9 DMAc·Dye~+染色间位芳纶的色牢度分析 |
2.4 本章小结 |
参考文献 |
第三章 有机染料分子在热和压力作用下上染间位芳纶行为研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验材料、试剂及仪器 |
3.2.2 热和压力作用下分散染料染间位芳纶 |
3.2.3 DMAc对分散染料染液中染料聚集体影响测试 |
3.2.4 热和压力作用下分散染料上染间位芳纶染色效果测试 |
3.2.5 热和压力作用下分散染料染色间位芳纶表面结构测试 |
3.2.6 热和压力作用下分散染料染色间位芳纶性能测试 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 热和压力作用下分散染料上染间位芳纶机理模型构建 |
3.3.2 DMAc对染液中染料聚集体的影响 |
3.3.3 热和压力作用下分散染料上染间位芳纶的染色效果分析 |
3.3.4 热和压力作用下分散染料染色对间位芳纶化学结构的影响 |
3.3.5 热和压力作用下分散染料染色对间位芳纶热稳定性影响 |
3.3.6 热和压力作用下分散染料染色对间位芳纶结晶度的影响 |
3.3.7 热和压力作用下分散染料染色对间位芳纶力学性能的影响 |
3.4 本章小结 |
参考文献 |
第四章 无机颜料粒子在定向气流场中构建有色间位芳纶的研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 实验材料、试剂及仪器 |
4.2.2 间位芳纶织物表面微溶解改性 |
4.2.3 定向气流场中无机颜料粒子构建有色间位芳纶实验 |
4.2.4 无机颜料粒子形貌及尺寸测试 |
4.2.5 微溶解改性间位芳纶织物柔软度及力学性能测试 |
4.2.6 无机颜料粒子构建有色间位芳纶的表观形貌及颜色测试 |
4.2.7 无机颜料粒子构建有色间位芳纶的表面结构测试 |
4.2.8 无机颜料粒子构建有色间位芳纶的性能测试 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 微溶解改性对间位芳纶柔软度及力学性能的影响 |
4.3.2 无机颜料粒子构建有色间位芳纶的表观形貌及颜色分析 |
4.3.3 无机颜料粒子构建有色间位芳纶的牢度分析 |
4.3.4 无机颜料粒子构建有色间位芳纶的表面结构分析 |
4.3.5 无机颜料粒子构建有色间位芳纶的热稳定性分析 |
4.3.6 无机颜料粒子构建有色间位芳纶的结晶度分析 |
4.3.7 无机颜料粒子构建有色间位芳纶的强力分析 |
4.4 本章小结 |
参考文献 |
第五章 在DMAc瞬态气化环境中构建有色间位芳纶的研究 |
5.1 引言 |
5.2 实验部分 |
5.2.1 实验材料、试剂及仪器 |
5.2.2 不同工艺条件下无机颜料粒子构建有色间位芳纶 |
5.2.3 DMAc瞬态气化环境中无机颜料粒子构建拼色间位芳纶 |
5.2.4 最适工艺条件的测试 |
5.2.5 无机颜料粒子构建的有色间位芳纶牢度测试 |
5.2.6 无机颜料粒子构建的有色间位芳纶形貌及结构测试 |
5.2.7 无机颜料粒子构建的有色间位芳纶热分解性能测试 |
5.2.8 无机颜料粒子构建的有色间位芳纶力学性能测试 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 DMAc瞬态气化环境中无机颜料粒子构建有色间位芳纶机理模型 |
5.3.2 LiCl浓度与处理时间对无机颜料粒子构建有色间位芳纶的影响 |
5.3.3 无机颜料粒子构建的有色间位芳纶牢度分析 |
5.3.4 在DMAc瞬态气化环境中嵌入无机颜料粒子对间位芳纶表观形貌的影响 |
5.3.5 在DMAc瞬态气化环境中嵌入无机颜料粒子对间位芳纶表面结构的影响 |
5.3.6 在DMAc瞬态气化环境中嵌入无机颜料粒子对间位芳纶热稳定性的影响 |
5.3.7 在DMAc瞬态气化环境中嵌入无机颜料粒子对间位芳纶强力的影响 |
5.4 DMAc瞬态气化环境压嵌技术在间位芳纶颜色构建的应用 |
5.4.1 分散染料 |
5.4.2 有机颜料粒子 |
5.5 本章小结 |
参考文献 |
第六章 结论与展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 主要创新 |
6.3 展望 |
致谢 |
附录 :作者在攻读博士学位期间的研究成果 |
(7)芳纶浆粕增强高苯乙烯丁苯橡胶性能的研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 选题背景 |
1.2 芳纶浆粕 |
1.2.1 芳纶浆粕的结构及其性能 |
1.2.2 芳纶浆粕的制备 |
1.2.3 芳纶浆粕的应用 |
1.3 芳纶浆粕的预处理 |
1.3.1 芳纶浆粕的预分散处理 |
1.3.2 表面改性 |
1.4 高苯乙烯丁苯橡胶 |
1.5 芳纶短纤维增强橡胶复合材料 |
1.6 影响短纤维增强橡胶复合材料的主要因素 |
1.7 本论文研究内容 |
1.8 本论文的创新点 |
第二章 实验部分 |
2.1 实验原材料 |
2.2 实验设备 |
2.3 复合材料的制备 |
2.3.1 母炼胶的制备 |
2.3.2 混炼胶的制备 |
2.3.3 硫化胶的制备 |
2.4 分析测试 |
第三章 芳纶浆粕增强高苯乙烯丁苯橡胶复合材料的性能 |
3.1 橡胶复合材料的制备 |
3.1.1 母炼胶的制备 |
3.1.2 混炼胶的制备 |
3.1.3 硫化胶的制备 |
3.2 混炼胶的RPA测试 |
3.2.1 混炼胶的应变扫描 |
3.2.2 混炼胶的频率扫描 |
3.3 硫化曲线 |
3.4 硫化胶的力学性能 |
3.5 硫化胶的RPA测试 |
3.6 复合材料的拉伸断面形貌 |
3.7 复合材料的耐切割性能 |
3.8 复合材料的生热性能 |
3.9 复合材料的动态疲劳实验 |
3.10 本章小结 |
第四章 芳纶浆粕表面处理对高苯乙烯丁苯橡胶复合材料性能的影响 |
4.1 紫外辐照对芳纶浆粕增强高苯乙烯丁苯橡胶复合材料性能的影响 |
4.1.1 芳纶浆粕处理 |
4.1.2 复合材料的制备 |
4.1.3 混炼胶的RPA测试 |
4.1.4 硫化曲线 |
4.1.5 硫化胶的力学性能 |
4.1.6 硫化胶的RPA测试 |
4.1.7 复合材料的拉伸断面形貌 |
4.1.8 复合材料的动态疲劳试验 |
4.2 络合处理对芳纶浆粕增强高苯乙烯丁苯橡胶复合材料性能的影响 |
4.2.1 芳纶浆粕处理 |
4.2.2 复合材料的制备 |
4.2.3 混炼胶的RPA测试 |
4.2.4 硫化曲线 |
4.2.5 复合材料的力学性能 |
4.2.6 硫化胶的RPA测试 |
4.2.7 复合材料的拉伸断面形貌 |
4.2.8 复合材料的动态疲劳试验 |
4.3 胶乳包覆对芳纶浆粕增强高苯乙烯丁苯橡胶复合材料性能的影响 |
4.3.1 复合材料的制备 |
4.3.2 混炼胶的RPA测试 |
4.3.3 硫化曲线 |
4.3.4 复合材料的力学性能 |
4.3.5 硫化胶的RPA测试 |
4.3.6 复合材料的拉伸断裂形貌 |
4.3.7 复合材料动态疲劳实验 |
4.4 本章小结 |
第五章 芳纶浆粕的复合处理对高苯乙烯丁苯橡胶复合材料性能的影响 |
5.1 复合材料的制备 |
5.1.1 AP纤维处理 |
5.1.2 实验方案 |
5.1.3 母炼胶的制备 |
5.1.4 混炼胶的制备 |
5.1.5 硫化胶的制备 |
5.2 混炼胶的RPA测试 |
5.2.1 混炼胶应变扫描 |
5.2.2 混炼胶频率扫描 |
5.3 硫化曲线 |
5.4 复合材料的力学性能 |
5.5 硫化胶RPA测试 |
5.6 复合材料的拉伸断面形貌 |
5.7 复合材料的动态疲劳试验 |
5.8 本章小结 |
第六章 全文的主要内容及结论 |
参考文献 |
致谢 |
附录 |
(8)芳纶纤维/丁苯橡胶复合材料疲劳行为研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 选题背景 |
1.2 复合材料疲劳行为研究方法 |
1.2.1 .裂纹成核法 |
1.2.2 最大主应变 |
1.2.3 裂纹扩展法 |
1.2.4 能量释放率 |
1.3 影响橡胶疲劳裂纹扩展的因素 |
1.3.1 最小载荷,平均载荷和应变比R |
1.3.2 静态应变持续时间 |
1.3.3 多轴加载 |
1.3.4 加载频率和波形 |
1.3.5 环境因素 |
1.3.6 橡胶配方 |
1.3.7 本构行为 |
1.4 理论基础 |
1.5 论文创新点 |
第二章 实验方案及表征方法 |
2.1 实验原料 |
2.2 实验设备 |
2.3 芳纶纤维增强丁苯橡胶复合材料的制备 |
2.3.1 母炼胶的制备 |
2.3.2 混炼胶的制备 |
2.3.3 硫化制样 |
2.3.4 测试和表征 |
第三章 改性芳纶纤维增强丁苯橡胶复合材料的疲劳裂纹扩展行为和机制 |
3.1 AF表面改性 |
3.1.1 AF热氧化处理 |
3.1.2 络合处理 |
3.1.3 VPL涂覆 |
3.1.4 AF表面XRD测试 |
3.1.5 AF表面组成元素的变化 |
3.1.6 纤维单丝拉伸强度和断裂伸长率的变化 |
3.1.7 AFs的外观照片和SEM |
3.2 复合材料的制备 |
3.2.1 母炼胶的制备 |
3.2.2 混炼胶的制备 |
3.3 混炼胶的RPA |
3.3.1 应变扫描 |
3.4 硫化复合材料的RPA |
3.5 硫化胶力学性能和滞后性能 |
3.6 硫化胶滞后性能 |
3.7 硫化胶DMA |
3.8 应变能密度(U) |
3.9 复合材料裂纹扩展速度实验 |
3.10 纤维影响参数α |
3.11 纤维对疲劳裂纹扩展影响机制分析 |
3.12 裂纹实际行程计算裂纹扩展率 |
3.13 裂纹实际行程计算参数α值 |
3.14 2mm缺口深度对复合材料疲劳裂纹扩展的影响 |
3.14.1 2mm缺口复合材料10万次疲劳后裂纹扩展长度 |
3.14.3 试样缺口钝化图片 |
3.14.4 钝化缺口深冷断面微观形貌 |
3.15 本章小结 |
第四章 纤维不同方向取向对复合材料静态机械性能和动态疲劳性能的影响 |
4.1 AF表面改性 |
4.1.1 AF氢氧化钠(Na OH)处理 |
4.1.2 MPBL涂覆AF和 Na-AF |
4.1.3 AF处理前后的表面形貌 |
4.2 复合材料的制备 |
4.2.1 母炼胶的制备 |
4.2.2 混炼胶的制备 |
4.3 混炼胶加工性能(RPA) |
4.3.1 应变扫描 |
4.4 硫化曲线 |
4.5 硫化胶的力学性能 |
4.5.1 纤维平行取向(平行于试样长轴) |
4.5.2 纤维垂直取向(垂直于试样长轴) |
4.6 硫化胶RPA测试 |
4.6.1 硫化胶应变扫描 |
4.7 硫化胶流变行为 |
4.7.1 硫化胶应变扫描 |
4.7.2 硫化胶频率扫描 |
4.8 复合材料抗切割性能 |
4.9 硫化复合材料DMA测试 |
4.10 复合材料裂纹扩展测试 |
4.10.1 纤维平行取向复合材料 |
4.10.2 平行取向纤维影响参数α |
4.10.3 纤维垂直取向复合材料 |
4.10.4 纤维垂直取向复合材料纤维影响参数α |
4.11 复合材料应力-应变曲线 |
4.12 垂直纤维复合材料疲劳破坏断面微观形貌 |
4.13 纤维不同取向方向试样疲劳破坏后的图片 |
4.14 应变控制下3万次疲劳前后复合材料的应力-应变曲线 |
4.14.1 纤维平行取向复合材料 |
4.14.2 纤维垂直取向复合材料 |
4.15 本章小结 |
第五章 不同改性纤维增强的复合材料在相同疲劳应变下所承受的应力差异及其变化 |
5.1 AF表面改性 |
5.1.1 AF氢氧化钠(Na OH)预处理 |
5.1.2 KH560 涂覆Na-AF |
5.1.3 VPL涂覆Na-AF |
5.1.4 AF处理前后的表面形貌与红外 |
5.2 复合材料的制备 |
5.2.1 母炼胶的制备 |
5.2.2 混炼胶的制备 |
5.3 混炼胶加工性能(RPA) |
5.3.1 应变扫描 |
5.4 硫化曲线 |
5.5 硫化橡胶力学性能 |
5.6 硫化胶流变行为 |
5.6.1 应变扫描 |
5.6.2 频率扫描 |
5.7 DMA |
5.8 11.4%疲劳应变下的缺口试样加载力(Fn)、裂纹扩展长度(C)及应力变化 |
5.9 17.1%疲劳应变下的缺口试样加载力(Fn)、裂纹扩展长度(C)及应力变化 |
5.10 17.1%疲劳应变下的纤维增强复合材料所制缺口试样加载力(Fn)、裂纹扩展长度(C)及应力变化 |
5.11 22.8%疲劳应变下的纤维增强复合材料所制缺口试样加载力(Fn)、裂纹扩展长度(C)及应力变化 |
5.12 本章小结 |
第六章 结论 |
参考文献 |
致谢 |
附录 |
(9)界面特性对芳纶/丁苯橡胶疲劳行为作用的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 芳纶纤维 |
1.2.1 芳纶纤维的改性 |
1.3 橡胶材料疲劳性能的研究 |
1.3.1 橡胶材料的疲劳破坏过程及机理 |
1.3.2 橡胶材料疲劳的研究方法 |
1.3.3 短纤维增强橡胶复合材料的界面特性对疲劳性能影响研究 |
1.4 本论文的研究内容及意义 |
第二章 实验部分 |
2.1 实验原料及设备 |
2.2 芳纶纤维的处理 |
2.2.1 芳纶纤维表面处理 |
2.3 芳纶纤维包覆制备AF/SBR复合材料 |
2.3.1 芳纶纤维包覆 |
2.3.2 AF/SBR复合材料的制备 |
2.4 芳纶纤维原位界面层法制备AF/SBR复合材料 |
2.4.1 原位界面层的制备 |
2.4.2 原位界面层AF/SBR复合材料的制备 |
2.5 母炼胶中残余纤维的提取 |
2.6 性能测试与表征 |
2.6.1 傅立叶变换红外光谱仪(Fourier transform infrared spectrometer,FTIR) |
2.6.2 X射线光电子能谱仪(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS) |
2.6.3 扫描电子显微镜(Scanning electronic microscopy, SEM) |
2.6.4 热失重分析仪(Thermo gravimetric analysis,TGA) |
2.6.5 X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD) |
2.6.6 原子力显微镜(Atomic force microscope,AFM) |
2.6.7 单丝强度测试 |
2.6.8 包覆层硬度的测定 |
2.6.9 硫化特性 |
2.6.10 复合材料力学性能测试 |
2.6.11 复合材料动态力学性能 |
2.6.12 复合材料单轴拉伸疲劳性能的测试 |
2.6.13 流变学测试 |
第三章 芳纶/丁苯橡胶复合材料的制备及其界面层的表征 |
3.1 引言 |
3.2 芳纶纤维的络合处理 |
3.2.1 络合处理对AF单丝强度的影响 |
3.2.2 络合处理对AF结晶度的影响 |
3.2.3 络合处理对AF形貌的影响 |
3.3 两步法处理纤维制备SFRR复合材料 |
3.3.1 两步法制备SFRR复合材料的力学性能 |
3.3.2 两步法制备SFRR复合材料的动态力学性能 |
3.3.3 两步法制备SFRR母炼胶的界面粘接 |
3.3.4 两步法制备SFRR复合材料的界面模量 |
3.3.5 复合材料30,000次疲劳循环前后拉伸应力-应变曲线分析 |
3.3.6 复合材料切口试件单轴拉伸疲劳寿命的分析 |
3.3.7 复合材料疲劳断裂后界面形貌 |
本章小结 |
第四章 芳纶/丁苯橡胶复合材料原位界面层构建 |
4.1 引言 |
4.2 加工温度对原位界面层复合材料的影响 |
4.2.1 母炼胶中残余AF的形貌分析 |
4.2.2 母炼胶中残余AF表面化学组成分析 |
4.2.3 母炼胶中残余AF热失重分析 |
4.2.4 加工温度对SFRR复合材料硫化特性的影响 |
4.2.5 加工温度对SFRR复合材料力学性能的影响 |
4.2.6 加工温度对复合材料RDE与 RMDE的影响 |
4.2.7 加工温度对SFRR复合材料动态力学性能的影响 |
4.2.8 不同加工温度的复合材料拉伸断面分析 |
4.3 密炼机转速对原位界面层复合材料的影响 |
4.3.1 母炼胶中残余AF的形貌分析 |
4.3.2 母炼胶中残余AF热失重分析 |
4.3.3 密炼机转速对SFRR复合材料硫化特性的影响 |
4.3.4 密炼机转速对SFRR复合材料力学性能的影响 |
4.3.5 密炼机转速对复合材料RDE与 RMDE的影响 |
4.3.6 密炼机转速对SFRR复合材料动态力学性能的影响 |
4.3.7 不同密炼机转速的复合材料拉伸断面分析 |
本章小结 |
第五章 芳纶/丁苯橡胶复合材料原位界面层的调控 |
5.1 引言 |
5.2 包覆剂用量对原位界面层复合材料的影响 |
5.2.1 母炼胶中残余AF的形貌分析 |
5.2.2 母炼胶中残余AF热失重分析 |
5.2.3 包覆剂用量对SFRR复合材料硫化特性的影响 |
5.2.4 包覆剂用量对SFRR复合材料力学性能的影响 |
5.2.5 包覆剂用量对复合材料RDE与 RMDE的影响 |
5.2.6 包覆剂用量对SFRR复合材料动态力学性能的影响 |
5.2.7 不同包覆剂用量的复合材料拉伸断面分析 |
5.3 包覆剂配比对原位界面层复合材料的影响 |
5.3.1 母炼胶中残余AF的形貌分析 |
5.3.2 母炼胶中残余AF热失重分析 |
5.3.3 包覆剂配比对SFRR复合材料硫化特性的影响 |
5.3.4 包覆剂配比对SFRR复合材料力学性能的影响 |
5.3.5 包覆剂配比对复合材料RDE与 RMDE的影响 |
5.3.6 包覆剂配比对SFRR复合材料动态力学性能的影响 |
5.3.7 不同包覆剂配比的复合材料拉伸断面分析 |
本章小结 |
第六章 芳纶/丁苯橡胶复合材料界面特性与疲劳行为 |
6.1 引言 |
6.2 包覆剂配比对复合材料界面特性的影响 |
6.2.1 包覆剂配比对其硬度的影响 |
6.2.2 包覆剂配比对界面微区模量的影响 |
6.3 界面特性对硫化胶流变行为的影响 |
6.4 界面特性与复合材料无缺口30,000周次疲劳的关系 |
6.4.1 拉伸应力应变曲线及RDE、RMDE分析 |
6.4.2 疲劳后复合材料拉伸断裂界面形貌 |
6.5 界面特性与复合材料疲劳寿命及裂纹扩展的关系 |
6.5.1 复合材料切口试件单轴拉伸疲劳寿命的分析 |
6.5.2 界面层对复合材料裂纹扩展速率的影响 |
本章小结 |
第七章 结论 |
创新点 |
参考文献 |
攻读博士学位期间所取得的成果 |
致谢 |
(10)新型黏弹性阻尼器性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 结构隔震、消能减震技术概述 |
1.2.1 隔震控制技术 |
1.2.2 消能减震技术 |
1.3 黏弹性阻尼器的研究现状及存在的问题 |
1.3.1 研究现状 |
1.3.2 存在的问题 |
1.4 本文研究的目的和内容 |
1.4.1 研究的目的 |
1.4.2 研究的内容 |
第二章 主要阻尼器工作原理及性能特点 |
2.1 消能减震技术的概念 |
2.2 消能减震技术的原理 |
2.3 主要阻尼器的耗能原理及性能特点 |
2.3.1 金属阻尼器 |
2.3.2 摩擦阻尼器 |
2.3.3 黏滞阻尼器 |
2.3.4 黏弹性阻尼器 |
2.4 本章小结 |
第三章 材料特性及影响因素 |
3.1 黏弹性材料 |
3.1.1 黏弹性材料发展历史 |
3.1.2 黏弹性材料的特性及耗能原理 |
3.1.3 黏弹性材料性能的影响因素 |
3.2 橡胶特性及试验所用橡胶制备过程 |
3.2.1 橡胶特性 |
3.2.2 试验所用橡胶制备过程 |
3.3 试验所用芳纶纤维特性 |
3.4 本章小结 |
第四章 新型黏弹性阻尼器性能试验研究 |
4.1 试验设备和准备工作 |
4.1.1 试验所用设备 |
4.1.2 试验准备工作 |
4.2 性能试验 |
4.2.1 抗疲劳性能试验 |
4.2.2 变形相关性试验 |
4.2.3 频率相关性试验 |
4.2.4 温度相关性试验 |
4.2.5 加载方式对黏弹性阻尼器性能的影响 |
4.3 本章小结 |
第五章 折线等效模型拟合分析 |
5.1 等效模型公式 |
5.2 等效模型拟合结果 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 A 攻读硕士学位期间所取得的成果 |
四、芳纶纤维加快发展(论文参考文献)
- [1]冲击荷载下纤维复合材料柔性防护体系动力性能分析与试验研究[D]. 刘祯园. 兰州理工大学, 2021(01)
- [2]碳纳米管/芳纶纤维复合纸基电致发热材料制备及性能研究[D]. 丁雪瑶. 陕西科技大学, 2021(09)
- [3]纳米芳纶气凝胶纤维的制备及其性能研究[D]. 陈纤. 东华大学, 2021(01)
- [4]芳纶纤维增强复合材料超低温铣孔基础研究[D]. 张斌. 沈阳理工大学, 2021(01)
- [5]芳纶纤维的改性研究进展[J]. 刘清清,郭荣辉. 纺织科学与工程学报, 2020(03)
- [6]间位芳纶纤维表面结构调控及其颜色构建[D]. 盛丹. 江南大学, 2020(01)
- [7]芳纶浆粕增强高苯乙烯丁苯橡胶性能的研究[D]. 杨波. 贵州大学, 2020(04)
- [8]芳纶纤维/丁苯橡胶复合材料疲劳行为研究[D]. 尹恋鹏. 贵州大学, 2020(04)
- [9]界面特性对芳纶/丁苯橡胶疲劳行为作用的研究[D]. 钟金成. 贵州大学, 2020(04)
- [10]新型黏弹性阻尼器性能研究[D]. 周娴. 昆明理工大学, 2020(08)