李欣达
,
兰嫒
,
唐静文
,
杨燕平
,
何小云
,
陆帅羽
,
张玥
,
余木火
材料科学与工程学报
doi:10.14136/j.cnki.issn.1673-2812.2015.04.002
DMSO/离子液体复合溶剂对纤维素具有良好溶解性能,可望成为纤维素纤维大规模生产的新型技术路线溶剂.本文研究了以DMSO/离子液体混合物作为复合溶剂高效溶解纤维素并进行湿法纺丝过程的中凝固浴条件对再生纤维结晶、取向结构、力学性能以及微观形貌的影响.研究结果表明:在其它条件不变的前提下,随着凝固浴浓度或凝固浴温度的增加,再生纤维素纤维的结晶度和无定形区取向因子都出现了先增加后减小的变化规律,晶区取向因子则无太大变化;再生纤维的断裂强度和模量也有与此类似的变化规律;SEM测试表明,较优凝固浴条件下制备的再生纤维截面圆整,无明显皮芯结构,孔洞较少.
关键词:
纤维素纤维
,
复合溶剂
,
凝固浴
,
双扩散
,
力学性能
王会峰
,
唐彬彬
,
牟世伟
,
星禧
,
柯盛包
,
韩克清
,
刘勇
,
余木火
兵器材料科学与工程
采用FTIR及TG对SiBN陶瓷纤维的结构及高温稳定性进行分析，在空气气氛中1400℃下对其进行高温氧化处理，并利用SEM、XRD、EDS等手段对高温处理后陶瓷纤维的结构及元素分布情况进行表征。结果表明：SiBN陶瓷纤维具有良好的高温稳定性，Si—N键、B—N键构成了SiBN陶瓷纤维的骨架架构，其碳的质量分数仅为0.1%；经高温氧化处理后SiBN纤维出现明显的皮芯结构，其中O元素以SiO2的形式主要富集在皮层，隔绝了纤维内部与空气的接触，从而保证了纤维的高温稳定性。另外，高温氧化处理后仍保持其纤维形状，结构致密，无明显孔洞，且仍为无定型结构。
关键词:
SiBN陶瓷纤维
,
前驱体聚合物转化法
,
高温抗氧化性
,
高温稳定性
杨青
,
刘卫平
,
余木火
,
郑百林
,
晏冬秀
,
陈萍
,
贾丽杰
,
魏冉
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20160324.002
3D打印技术的发展使复杂梯度结构的制造更加容易,有必要对复杂梯度问题的求解开展研究;目前,关于梁结构模量沿轴向或厚度方向梯度变化问题的研究已经较多,但对模量沿2个方向同时变化的研究较少.因此,通过复数形式傅里叶分解的方法对模量以指数形式沿厚度方向和轴向同时变化梯度平面复合梁问题进行了求解.首先,采用弹性力学半逆解法得到了问题的四阶变系数偏微分控制方程的通解;然后,利用级数展开,求解了对称载荷作用下该梁的特解;最后,通过与有限元结果进行对比,说明了级数解的正确性.结果表明:当梯度双向变化时,梁结构的应力分布和变形情况更加复杂,模量较高的位置应力较大,而模量较低的位置应力较小.提出的级数解还可推广至其他相关的梯度双向变化非均匀平面和半平面问题的研究.
关键词:
复数形式傅里叶分解
,
模量双向变化
,
梯度复合平面梁
,
通解
,
级数解
兰嫒
,
李欣达
,
张玥
,
何小云
,
唐静文
,
滕翠青
,
余木火
材料科学与工程学报
本文通过向传统离子液体中添加助溶剂DMSO来增强离子液体对纤维素的溶解效果.系统研究了DMSO添加量对纤维素溶解性能的影响,结果表明50℃下随着DMSO添加量的增大,纤维素的溶解程度增加,当DMSO添加量为50％时溶解效果最佳.采用电导率测试研究了DMSO与离子液体的作用机理,并通过FT-IR、XRD、TGA、SEM以及力学性能测试等方法对添加不同量DMSO溶剂溶解再生后的纤维素膜进行了分析,结果表明添加DMSO后溶剂仍为纤维素的直接溶剂,溶解再生后纤维素晶型由Ⅰ转变为Ⅱ型,并且随着DMSO添加量的增加,溶剂对纤维素分子链及结晶区的破坏能力增大,从而导致再生纤维素结晶度、抗拉强度及聚合度相对纯离子液体再生的有所降低.
关键词:
离子液体
,
二甲基亚砜
,
纤维素
,
溶解
吴玉霞
,
朱姝
,
徐英凯
,
景鹏展
,
余木火
,
詹亚歌
,
杨洋
高分子材料科学与工程
纺织结构碳纤维增强尼龙6 (CFF/PA6)复合材料的力学性能优于短、长纤增强材料,但成型加工较困难.文中提出一种基于碳纤维(CF)表面改性的CFF/PA6成型方法,研究了多种CF表面改性处理法及模压成型压力对材料力学性能的影响.发现在氮气氛围中400℃高温处理4h可有效去除CFF表面浆料,通过饱和的尼龙/甲酸溶液处理24 h可使CF表面活化、与PA6形成氢键,并使PA6以黏度较低的溶液状态渗透CFF丝束内部,孔隙率从8.05％降至0.81％.进而采用薄膜叠层模压法制备CFF/PA6,在250℃,2.5～3.0 MPa下加载10 min,所得材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度分别达到464.48 MPa,698.47 MPa和95.3 kJ/m2,较未经表面处理的材料提高40％ ～50％.利用扫描电子显微镜可以看到,所制备的复合材料具有良好的基体-增强体浸润性和较强界面.
关键词:
纺织结构碳纤维
,
尼龙6
,
复合材料
,
力学性能
沈伟波
,
李双江
,
孔海娟
,
王涛
,
韩克清
,
滕翠青
,
余木火
材料科学与工程学报
采用低温溶液缩聚的方法,在N-甲基吡咯烷酮(NMP)-氯化锂(LiCl)溶剂体系中引入了邻氯对苯二胺作为第三单体,与对苯二胺(PPD)和对苯二甲酰氯(TPC)反应,得到改性PPTA树脂.考察了第三单体含量对聚合体ηinh的影响,并对合成的芳香酰胺进行了XRD、TG、SEM等分析表征.研究结果表明改性聚合体的结晶度及热性能与PPTA相比略有下降,但仍不失为良好的稳定型树脂.通过表征膜的力学性能,发现加入45mol％第三单体制备的薄膜具有最佳的力学性能,与相同条件下制备的PPTA薄膜相比其拉伸强度有明显的提高,而且加入第三单体能够逐渐提高薄膜的断裂伸长率,改善薄膜的韧性.
关键词:
第三单体
,
邻氯对苯二胺
,
力学性能
,
韧性
柯盛包
,
刘勇
,
张晨宇
,
王会峰
,
韩克清
,
滕翠青
,
余木火
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20140704.001
以聚硼硅氮烷(PBSZ)为前驱体,SiBNC纤维(SiBNCf)为增强纤维,采用前驱体聚合物裂解转化与热压烧结技术相结合的方法制备了SiBNCf/SiBNC陶瓷复合材料.在800～1 500℃空气气氛下非等温氧化1～3 h,研究了SiBNCf/SiBNC的氧化演变机制及氧化动力学行为.采用SEM、XRD研究了SiBNCf/SiBNC陶瓷复合材料氧化实验前后的微观形貌、物相,采用阿基米德体积排水法和三点弯曲测试法分析了复合材料的密度、孔隙率及力学性能.结果表明:SiBNCf/SiBNC陶瓷复合材料具有优异的抗氧化性能和高温稳定性,生成的氧化膜能有效阻隔氧气的进入,并且有效填补了SiBNCf/SiBNC复合材料的裂纹及孔洞缺陷,具有高温自愈合行为.SiBNCf/SiBNC复合材料氧化后密度提高,这能大幅度提高其三点弯曲强度,当密度从1.67 g/cm3提高到1.86 g/cm3时,气孔率下降41％,弯曲强度从7.51 MPa提高到26.54 MPa.
关键词:
SiBNC
,
陶瓷复合材料
,
抗氧化性
,
自愈合性
,
纤维增强
余慧敏
,
韩克清
,
陆大光
,
余木火
材料科学与工程学报
doi:10.3969/j.issn.1673-2812.2004.04.027
用粘度法测试研究了蒙脱土(MMT)纳米材料对PET固相缩聚的影响,并通过WAXD,DSC,热台偏光显微镜等手段,研究了加入MMT对PET固相缩聚过程中的结晶度、晶体结构等的影响.结果表明MMT纳米材料对PET的固相缩聚反应具有明显的促进作用,而且MMT的加入起到异相成核作用,促进了PET的晶核形成;与此同时MMT纳米微粒与PET之间较强的界面作用又在一定程度上阻碍了分子链段运动,限制了晶体生长速率,结晶完善程度较差.
关键词:
蒙脱土
,
PET
,
固相缩聚
,
结晶
陈磊
,
刘淑萍
,
余木火
,
王海风
,
郑颖
,
韩克清
材料科学与工程学报
本文对聚丙烯腈(PAN)/酶解木质素(EHL)混合物的增塑熔融纺丝进行了研究,并对获得的纤维的结构与性能进行了分析.采用单螺杆纺丝机在150～200℃可以实现PAN/EHL的增塑熔融纺丝,在不同的卷绕速度下(200～500m/min)可得到均匀连续、直径在35μm左右的卷绕丝.本文采用傅里叶红外(FTIR-ATR),热失重分析(TGA),扫描电镜(SEM)和X射线衍射等手段对纤维进行表征.结果表明,增塑剂脱除后对纤维表面和断面形貌进行观察发现,纤维表面基本光滑,径向结构均一,无皮芯结构,两相间具有良好的相容性.木质素的加入使得PAN/EHL增塑熔纺纤维的热稳定性及碳收率明显提高,同时结晶度下降.
关键词:
聚丙烯腈
,
酶解木质素
,
增塑熔融纺丝
,
碳纤维
