隨著國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,目前市場上管道專用料不能滿足油田用管等新興領(lǐng)域?qū)δ蜔岷湍蛪杭暗统杀镜男枨?因此急需開發(fā)新型管道專用料。高性能纖維增強高密度聚乙烯復(fù)合材料以其質(zhì)輕、高強、耐沖擊、耐磨損、耐熱等優(yōu)良特性,受到廣泛關(guān)注。本論文以高密度聚乙烯管材專用料為基體樹脂,研究碳纖維、超高分子量聚乙烯纖維對高密度聚乙烯的增強效果,探究低成本條件下,高新能纖維復(fù)合材料在油田管領(lǐng)域的應(yīng)用。本論文首先采用擠出成型工藝,選用高密度聚乙烯為基體樹脂制備不同含量的碳纖維復(fù)合材料。采用密度計、熱變形維卡軟化計、材料試驗機(jī)、掃描電子顯微鏡等手段研究了復(fù)合材料的基本物性和力學(xué)性能,并分析碳纖維增強機(jī)理及復(fù)合材料斷裂損傷。結(jié)果表明碳纖維能有效提高復(fù)合材料耐熱性能及剛性,CF含量20 wt%復(fù)合材料的維卡軟化溫度最高提升至79°C相對基體樹脂提高4°C。添加含量5 wt%時復(fù)合材料結(jié)晶度最高,拉伸彈性模量和彎曲模量相對基體樹脂分別提高28%和31%,韌性、抗氧老化性能、流動性能和密度能滿足開發(fā)低成本耐熱耐壓管材專用料的要求。采用模壓成型工藝制備UHMWPE纖維增強高密度聚乙烯復(fù)合材料。模壓溫度140°C時UHMWPE纖維... 

【文章來源】：中國石油大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：59 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

試驗開始時的試樣位置

是碳纖維含量與復(fù)合材料耐熱性能的關(guān)系。采用 B50法測定復(fù)合度，整體表現(xiàn)為 CF 填充含量增多復(fù)合材料維卡軟化溫度增加，- 20 wt%能有效提高復(fù)合材料耐熱性能。CF 含量 20 wt%復(fù)合材相對管材料的 75 °C 提升至 79 °C，CF 含量 2 wt%時耐熱溫度僅A120法升溫速率過快（120 °C/h）負(fù)荷 10 N 偏小，復(fù)合材料熔融法準(zhǔn)確表明 CF 含量與復(fù)合材料耐熱性能的相互作用關(guān)系。使用 含量的增大復(fù)合材料在負(fù)荷 50 N 時，標(biāo)準(zhǔn)壓針刺入熱塑性塑料擦阻力增大，溫度升高復(fù)合材料發(fā)生熔融軟化，有效降低纖維，測試結(jié)果顯示維卡軟化溫度上升。CF 填充基體樹脂可以發(fā)揮填充含量高復(fù)材流動性變差，低溫不足以使其發(fā)生軟化，因此；填充量過低不足以起到骨架增強的作用，此時耐熱性能提升

- 20 -圖 2.3 碳纖維含量對復(fù)合材料剛性的影響（a） 彎曲模量,拉伸彈性模量 （b） 彎曲強度,拉伸屈服應(yīng)力Fig. 2.3 Effect of carbon Fiber content on rigidity of Composites(a) Flexural modulus,tensile elastic modulus (b) Bending strength, tensile yield stress碳纖維含量對復(fù)合材料結(jié)晶性能的影響

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3505140