石墨烯修飾玄武巖纖維織物增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料摩擦性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-09-22 21:28
玄武巖纖維織物(BF)增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料具有力學(xué)性能突出,無(wú)環(huán)境污染,耐磨,耐高溫性強(qiáng)和易加工等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于軍工、航空航天、化工、汽車電子及其它高技術(shù)領(lǐng)域。然而,玄武巖纖維表面光滑,沒(méi)有活性基團(tuán),表面能低,導(dǎo)致玄武巖纖維與熱塑性樹(shù)脂之間的界面結(jié)合性能不好,進(jìn)而影響了玄武巖纖維織物增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料力學(xué)及摩擦性能。本文為了提高玄武巖纖維織物增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料的界面結(jié)合性能,一是通過(guò)靜電自組裝方法將氧化石墨烯(GO)附著在BF表面,二是通過(guò)聚多巴胺/聚乙烯亞胺(PDA/PEI)共沉積法將GO沉積到BF表面,三是將聚乙二醇(PEG)水熱法改性GO(PEG-GO)涂覆于BF表面,并分別研究了相應(yīng)玄武巖纖維織物增強(qiáng)尼龍6(BF/PA6)復(fù)合材料的力學(xué)和摩擦性能改性規(guī)律。以下是具體的研究?jī)?nèi)容和結(jié)論:(1)采用簡(jiǎn)單綠色的靜電自組裝法,利用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)處理BF后的帶正電荷的BF-NH2和帶負(fù)電荷的不同濃度的GO水溶液制備了GO-BF,FTIR、拉曼、XPS和SEM證實(shí)GO濃度為0.8g/L時(shí)GO均勻分布于BF表面。GO-BF與PA6樹(shù)脂是通過(guò)疊層模壓...
【文章來(lái)源】:中北大學(xué)山西省
【文章頁(yè)數(shù)】:75 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
GO-BF反應(yīng)機(jī)理圖
GO-PDA/PEI反應(yīng)機(jī)理圖
中北大學(xué)學(xué)位論文17圖2-3PEG-GO反應(yīng)機(jī)理圖Fig.2-3PEG-GOreactionmechanismdiagram2.3玄武巖纖維織物增強(qiáng)尼龍6復(fù)合材料的制備方法玄武巖纖維織物增強(qiáng)尼龍6復(fù)合材料是通過(guò)疊層模壓法制備的。具體的步驟如下所述:首先,分別將將通過(guò)靜電自組裝法制備的GO改性玄武巖纖維織物、PDA/PEI共沉積法制備的GO改性玄武巖纖維織物和PEG涂覆法制備的GO改性玄武巖纖維織物與尼龍6薄片按照PA6-BF-PA6-BF-…-PA6-BF-PA6的順序一層一層疊起來(lái),尼龍6薄片和玄武巖纖維織物分別有20和19層。其次,將疊好的材料通過(guò)R-3221型熱壓機(jī)在180℃,1MPa預(yù)熱10min和230℃,3MPa下15min可以模壓制得GO-BF/PA6,GO-PDA/PEI-BF/PA6和PEG-GO-BF/PA6復(fù)合材料。作為對(duì)比,沒(méi)有處理的玄武巖纖維織物增強(qiáng)尼龍6復(fù)合材料在相同工藝下被制備。最后,將上述制備好的復(fù)合材料裁剪成一定的尺寸。2.4表征與測(cè)試方法(1)傅立葉紅外光譜測(cè)試(FT-IR)本實(shí)驗(yàn)中使用來(lái)自美國(guó)賽默飛公司的NicoletIS50型儀器對(duì)氧化石墨烯改性玄武巖纖維前后化學(xué)鍵進(jìn)行表征,實(shí)驗(yàn)中掃描波長(zhǎng)區(qū)間為500~4000cm-1。(2)拉曼光譜測(cè)試(Raman)本實(shí)驗(yàn)中使用英國(guó)雷尼紹公司的RenishawInvia型儀器對(duì)氧化石墨烯改性玄武巖纖
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]碳纖維表面改性研究進(jìn)展[J]. 戰(zhàn)奕凱,趙潛,李莉萍,劉玉飛,龔勇吉,何敏. 工程塑料應(yīng)用. 2019(10)
[2]玄武巖纖維的性能及應(yīng)用[J]. 魏晨,郭榮輝. 紡織科學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2019(03)
[3]基于碳纖維改性的復(fù)合材料性能優(yōu)化[J]. 韓冰,嚴(yán)炎. 科技風(fēng). 2019(02)
[4]玄武巖纖維增強(qiáng)聚醚砜復(fù)合材料制備與性能[J]. 鄭曉翼,胡林清,田雨涵,周曉燕,鐘家春,蒲澤軍. 塑料工業(yè). 2018(05)
[5]碳纖維表面改性研究進(jìn)展[J]. 杜帥,何敏,劉玉飛,李莉萍,張道海. 紡織導(dǎo)報(bào). 2017(06)
[6]納米Al2O3-碳纖維多尺度增強(qiáng)聚酰胺基復(fù)合材料的制備及力學(xué)性能[J]. 賴鵬輝,尹洪峰,張靜,邊晉石. 復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2018(03)
[7]硅烷修飾的氧化石墨烯對(duì)碳纖維/BMI復(fù)合材料的界面改性研究[J]. 李偉,岳遠(yuǎn)志,朱婷婷,李強(qiáng),任榮,何超. 高;瘜W(xué)工程學(xué)報(bào). 2017(03)
[8]玄武巖纖維增強(qiáng)高密度聚乙烯的力學(xué)性能[J]. 馮宗東,呂云偉,高學(xué)敏,彭亮. 工程塑料應(yīng)用. 2016(12)
[9]碳纖維表面改性方法及研究進(jìn)展[J]. 張愛(ài)玲,郭婷婷,劉驥馳. 化工新型材料. 2016(10)
[10]碳纖維-環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料的制備及力學(xué)性能表征[J]. 程燕婷,孟家光,劉青,張琳玫. 合成纖維. 2016(03)
博士論文
[1]碳纖維表面化學(xué)修飾及其與SiBCN陶瓷基體的界面結(jié)合特性[D]. 趙廣東.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[2]玄武巖纖維增強(qiáng)樹(shù)脂基復(fù)合材料的高溫性能研究[D]. 陸中宇.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[3]石墨烯的制備、表征及其性能的研究[D]. 何冰.北京化工大學(xué) 2014
[4]石墨烯材料的化學(xué)調(diào)控、組裝及其性能研究[D]. 陳武峰.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2014
[5]石墨烯的制備、表征及光電性質(zhì)應(yīng)用研究[D]. 許士才.山東師范大學(xué) 2014
[6]連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料制備及其性能的研究[D]. 方立.華東理工大學(xué) 2012
碩士論文
[1]玄武巖纖維表面納米調(diào)控及其復(fù)合材料力學(xué)和摩擦磨損性能研究[D]. 王軍杰.中北大學(xué) 2018
[2]玄武巖織物增強(qiáng)樹(shù)脂基復(fù)合材料層板力學(xué)性能研究[D]. 張旭霞.天津工業(yè)大學(xué) 2017
[3]玻璃纖維織物增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料浸漬機(jī)理及界面結(jié)合性能研究[D]. 張志成.北京化工大學(xué) 2016
[4]石墨烯對(duì)碳纖維增強(qiáng)聚醚醚酮復(fù)合材料性能的影響[D]. 劉瀏.長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué) 2016
[5]玄武巖纖維/聚醚醚酮復(fù)合材料的制備和性能研究[D]. 范悅.吉林大學(xué) 2015
[6]碳纖維織物增強(qiáng)尼龍6復(fù)合材料成型工藝及性能研究[D]. 吳玉霞.東華大學(xué) 2015
[7]石墨烯填充超高分子量聚乙烯摩擦磨損性能研究[D]. 朱杰.江南大學(xué) 2014
[8]連續(xù)纖維增強(qiáng)PA6復(fù)合材料的制備及性能研究[D]. 孟令軍.武漢理工大學(xué) 2013
[9]玄武巖纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的制備及性能研究[D]. 朱欽欽.安徽工程大學(xué) 2013
[10]碳纖維增強(qiáng)熱塑性樹(shù)脂基復(fù)合材料的成型工藝及力學(xué)性能研究[D]. 田琳娜.長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué) 2012
本文編號(hào):3404403
【文章來(lái)源】:中北大學(xué)山西省
【文章頁(yè)數(shù)】:75 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
GO-BF反應(yīng)機(jī)理圖
GO-PDA/PEI反應(yīng)機(jī)理圖
中北大學(xué)學(xué)位論文17圖2-3PEG-GO反應(yīng)機(jī)理圖Fig.2-3PEG-GOreactionmechanismdiagram2.3玄武巖纖維織物增強(qiáng)尼龍6復(fù)合材料的制備方法玄武巖纖維織物增強(qiáng)尼龍6復(fù)合材料是通過(guò)疊層模壓法制備的。具體的步驟如下所述:首先,分別將將通過(guò)靜電自組裝法制備的GO改性玄武巖纖維織物、PDA/PEI共沉積法制備的GO改性玄武巖纖維織物和PEG涂覆法制備的GO改性玄武巖纖維織物與尼龍6薄片按照PA6-BF-PA6-BF-…-PA6-BF-PA6的順序一層一層疊起來(lái),尼龍6薄片和玄武巖纖維織物分別有20和19層。其次,將疊好的材料通過(guò)R-3221型熱壓機(jī)在180℃,1MPa預(yù)熱10min和230℃,3MPa下15min可以模壓制得GO-BF/PA6,GO-PDA/PEI-BF/PA6和PEG-GO-BF/PA6復(fù)合材料。作為對(duì)比,沒(méi)有處理的玄武巖纖維織物增強(qiáng)尼龍6復(fù)合材料在相同工藝下被制備。最后,將上述制備好的復(fù)合材料裁剪成一定的尺寸。2.4表征與測(cè)試方法(1)傅立葉紅外光譜測(cè)試(FT-IR)本實(shí)驗(yàn)中使用來(lái)自美國(guó)賽默飛公司的NicoletIS50型儀器對(duì)氧化石墨烯改性玄武巖纖維前后化學(xué)鍵進(jìn)行表征,實(shí)驗(yàn)中掃描波長(zhǎng)區(qū)間為500~4000cm-1。(2)拉曼光譜測(cè)試(Raman)本實(shí)驗(yàn)中使用英國(guó)雷尼紹公司的RenishawInvia型儀器對(duì)氧化石墨烯改性玄武巖纖
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]碳纖維表面改性研究進(jìn)展[J]. 戰(zhàn)奕凱,趙潛,李莉萍,劉玉飛,龔勇吉,何敏. 工程塑料應(yīng)用. 2019(10)
[2]玄武巖纖維的性能及應(yīng)用[J]. 魏晨,郭榮輝. 紡織科學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2019(03)
[3]基于碳纖維改性的復(fù)合材料性能優(yōu)化[J]. 韓冰,嚴(yán)炎. 科技風(fēng). 2019(02)
[4]玄武巖纖維增強(qiáng)聚醚砜復(fù)合材料制備與性能[J]. 鄭曉翼,胡林清,田雨涵,周曉燕,鐘家春,蒲澤軍. 塑料工業(yè). 2018(05)
[5]碳纖維表面改性研究進(jìn)展[J]. 杜帥,何敏,劉玉飛,李莉萍,張道海. 紡織導(dǎo)報(bào). 2017(06)
[6]納米Al2O3-碳纖維多尺度增強(qiáng)聚酰胺基復(fù)合材料的制備及力學(xué)性能[J]. 賴鵬輝,尹洪峰,張靜,邊晉石. 復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2018(03)
[7]硅烷修飾的氧化石墨烯對(duì)碳纖維/BMI復(fù)合材料的界面改性研究[J]. 李偉,岳遠(yuǎn)志,朱婷婷,李強(qiáng),任榮,何超. 高;瘜W(xué)工程學(xué)報(bào). 2017(03)
[8]玄武巖纖維增強(qiáng)高密度聚乙烯的力學(xué)性能[J]. 馮宗東,呂云偉,高學(xué)敏,彭亮. 工程塑料應(yīng)用. 2016(12)
[9]碳纖維表面改性方法及研究進(jìn)展[J]. 張愛(ài)玲,郭婷婷,劉驥馳. 化工新型材料. 2016(10)
[10]碳纖維-環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料的制備及力學(xué)性能表征[J]. 程燕婷,孟家光,劉青,張琳玫. 合成纖維. 2016(03)
博士論文
[1]碳纖維表面化學(xué)修飾及其與SiBCN陶瓷基體的界面結(jié)合特性[D]. 趙廣東.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[2]玄武巖纖維增強(qiáng)樹(shù)脂基復(fù)合材料的高溫性能研究[D]. 陸中宇.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[3]石墨烯的制備、表征及其性能的研究[D]. 何冰.北京化工大學(xué) 2014
[4]石墨烯材料的化學(xué)調(diào)控、組裝及其性能研究[D]. 陳武峰.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2014
[5]石墨烯的制備、表征及光電性質(zhì)應(yīng)用研究[D]. 許士才.山東師范大學(xué) 2014
[6]連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料制備及其性能的研究[D]. 方立.華東理工大學(xué) 2012
碩士論文
[1]玄武巖纖維表面納米調(diào)控及其復(fù)合材料力學(xué)和摩擦磨損性能研究[D]. 王軍杰.中北大學(xué) 2018
[2]玄武巖織物增強(qiáng)樹(shù)脂基復(fù)合材料層板力學(xué)性能研究[D]. 張旭霞.天津工業(yè)大學(xué) 2017
[3]玻璃纖維織物增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料浸漬機(jī)理及界面結(jié)合性能研究[D]. 張志成.北京化工大學(xué) 2016
[4]石墨烯對(duì)碳纖維增強(qiáng)聚醚醚酮復(fù)合材料性能的影響[D]. 劉瀏.長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué) 2016
[5]玄武巖纖維/聚醚醚酮復(fù)合材料的制備和性能研究[D]. 范悅.吉林大學(xué) 2015
[6]碳纖維織物增強(qiáng)尼龍6復(fù)合材料成型工藝及性能研究[D]. 吳玉霞.東華大學(xué) 2015
[7]石墨烯填充超高分子量聚乙烯摩擦磨損性能研究[D]. 朱杰.江南大學(xué) 2014
[8]連續(xù)纖維增強(qiáng)PA6復(fù)合材料的制備及性能研究[D]. 孟令軍.武漢理工大學(xué) 2013
[9]玄武巖纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的制備及性能研究[D]. 朱欽欽.安徽工程大學(xué) 2013
[10]碳纖維增強(qiáng)熱塑性樹(shù)脂基復(fù)合材料的成型工藝及力學(xué)性能研究[D]. 田琳娜.長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué) 2012
本文編號(hào):3404403
本文鏈接:http://sikaile.net/shoufeilunwen/boshibiyelunwen/3404403.html
最近更新
教材專著