【摘 要】
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利用氨基丙基丁基多面体低聚倍半硅氧烷(N H2-POSS)和一水合肼对氧化石墨烯(GO)进行功能化改性得到化学改性的石墨烯(CMG),然后通过原位聚合-静电纺丝-热压技术制备CMG/聚酰亚胺(CMG/PI)纳米导热复合材料.实验结果表明,NH2-POSS以化学键合的方式接枝在GO表面,通过一水合阱进一步还原后得到CMG.CMG/PI纳米复合材料的导热系数(λ),玻璃化转变温度(Tg)和耐热指数(T
【机 构】
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超常条件材料物理与化学教育部重点实验室,理学院,西北工业大学,西安,陕西,710072,中国
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利用氨基丙基丁基多面体低聚倍半硅氧烷(N H2-POSS)和一水合肼对氧化石墨烯(GO)进行功能化改性得到化学改性的石墨烯(CMG),然后通过原位聚合-静电纺丝-热压技术制备CMG/聚酰亚胺(CMG/PI)纳米导热复合材料.实验结果表明,NH2-POSS以化学键合的方式接枝在GO表面,通过一水合阱进一步还原后得到CMG.CMG/PI纳米复合材料的导热系数(λ),玻璃化转变温度(Tg)和耐热指数(THRI)均随着CMG用量的增加而提高.当CMG的用量为5wt％时,CMG/PI纳米导热复合材料的入值提高至1.05W/mK,大约为PI导热系数(0.28W/mK)的4倍.相应的Tg和THRI值也分别增加到213.0和282.3℃.此外,本文构建了一种改进的导热模型,此模型比经典的Maxwell,Russell和Bruggemen导热模型更能准确地计算CMG/PI纳米导热复合材料的λ值.
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基于材料本构子程序和cohesive单元模拟复合材料面内失效和层间分层，建立了复合材料冲击损伤及冲击后压缩强度预测的全流程计算模型.分析了层合板在冲击载荷下的响应与压缩载荷下失效的扩展，预测了复合材料冲击后压缩强度.计算结果表明：冲击引起的分层损伤呈“8”字型，分层扩展的方向与铺层方向相关；压缩会引起大面积的基体失效和分层损伤；在压缩的初始阶段，失效无明显扩展，达到一定的位移量后，失效迅速扩展导致
采用Fibersim软件对[0/45/0/-45]sn对称铺层的复合材料螺旋桨叶片进行了铺覆模拟，基于铺覆模拟结果采用实体有限元模型研究了纤维取向改变对叶片模态、均布压力载荷下响应以及均匀温度场中热载荷下响应的影响。结果 表明：纤维取向改变对模态分析及均布压力载荷下响应两种工况的计算结果影响很小，对热载荷下复合材料螺旋桨叶片的变形结果影响较大。
为了解决碳纤维/环氧树脂废弃物的处理问题,本实验进行了复合材料回收的研究,采用热解法降解复合材料中的树脂基体,达到回收其中的碳纤维的目的.通过一系列实验发现在空气条件下500℃降解30min,氮气条件下600℃降解10min均有不错的降解效果.经过与原丝的测试对比,发现回收后纤维的力学性能保留率最高达到了90.39％.
聚合物基复合材料的微观结构与宏观性能在高低温环境下都受到影响，并且二者间存在密切的对应关系，根据微观结构的变化预测材料的宏观性能，建立起结构-性能的联系，在工程应用和材料设计中有着重要的意义。通过分子模拟的方法探究了从低温环境(100K)到玻璃化转变温度(Tg)温度范围内，单壁碳纳米管(SWCNTs)对环氧树脂基体弹性模量的提高效果，并从微观结构角度分析了影响机理。发现随着温度的升高，环氧树脂体系
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平流层浮空器长期驻空过程中需要承受平流层高低温交替等严峻复杂的空间环境，从而导致其蒙皮材料力学性能下降，甚至老化失效。为研究高低温交替的平流层环境与蒙皮材料力学性能老化之间的关系和作用机理，对现有的三种平流层飞艇蒙皮材料进行了地面高低温交替模拟试验。在经过不同时间的高低温老化试验之后，通过拉伸试验、红外光谱仪测试和原子力显微镜观测分别获得了三种不同蒙皮材料的力学性能、分子结构和表面特征细节的变化。