一、复合材料老化方法研究进展(论文文献综述)
张显,蔡明,孙宝忠[1](2022)在《植物纤维增强复合材料的湿热老化研究进展》文中认为植物纤维是一种绿色材料,不仅来源广泛、价格低廉、比强度和比模量高,而且具有可降解性和环境友好性等优点,因此用植物纤维作为增强材料来制备复合材料,即复合材料的绿色化,已经成为复合材料科学与技术的发展方向之一。目前,植物纤维增强复合材料已经应用于航空航天、汽车、轨道交通等众多行业中,未来也有着十分广阔的发展前景。尽管人们对植物纤维增强复合材料的热情很高,但其与聚合物间弱的界面粘结性和自身高的吸水特性极大限制了这种复合材料的广泛使用。在湿热的环境中,材料会发生老化并使其力学性能降低。植物纤维具备典型的多尺度微观结构和与生俱来的亲水性质,使其增强复合材料的老化机理变得更为复杂。近些年,研究者们对植物纤维的内部微观形态进行分析研究,总结出纤维与基体之间协同作用的老化失效模式:水分子进入植物纤维内腔与纤维素结合导致纤维发生润胀,纤维与基体界面产生微裂纹,果胶、半纤维素等水溶性物质发生降解并浸出导致纤维与基体之间发生分裂和剥离即界面脱粘,从而使材料性能下降。为预测出植物纤维增强复合材料老化后的性能,学者们也提出了不同的老化预测模型,然而,针对有效地准确预测植物纤维增强复合材料的老化预测模型还有待进一步的研究。本文归纳了植物纤维增强复合材料湿热老化的研究进展,包括植物纤维、树脂基体及其增强复合材料的老化机理,湿热老化对其力学性能的影响以及植物纤维增强复合材料老化预测模型的研究,最后对植物纤维增强复合材料的湿热老化研究进行总结并对其发展趋势进行了展望。
吴琳[2](2021)在《等离子体氟化改性纳米TiO2填充环氧树脂的绝缘特性研究》文中研究说明随着特高压输电和智能电网的不断发展,对高压电气设备可靠性要求更高,由于环氧树脂应用于高压输电工程中,其性能需要进一步改善。本文采用偶联剂协同低气压等离子体氟化处理纳米TiO2,并将处理后的纳米颗粒填充至环氧树脂中,研究复合材料的绝缘特性。首先,采用偶联剂协同等离子体氟化处理纳米TiO2,对处理后的颗粒进行表面成分分析。结果表明,经协同改性后,纳米TiO2表面氟元素的含量可增至7.57%。其次,制备不同填充比例的TiO2/EP复合材料,分析材料的绝缘特性。实验表明,在3%-5%填充量下,局部放电起始电压和击穿场强分别较环氧树脂提高了 79.5%和89.5%,直流闪络电压提高了 16.7%,体积电阻率与表面电阻率提高了 48.5%和177.5%,介电常数和介质损耗分别降低了 9.6%和83.3%。最后,对复合材料进紫外老化。结果表明,在填充量为3%、老化时间为15天时,复合材料的体积电阻率与表面电阻率较环氧树脂提高了 10.1%和16.9%,介电常数和介质损耗降低了 13.4%和19.4%。本文研究表明,偶联剂协同等离子体氟化TiO2可改善纳米颗粒团聚,氟元素的引入可显着改善复合材料的绝缘能力,纳米TiO2的添加可屏蔽紫外线,阻止化学键的断裂,进而提高材料的抗紫外老化性能。
吕小健[3](2021)在《影响温敏硬质聚氨酯泡沫材料性能的因素研究》文中研究指明聚氨酯泡沫材料在聚氨酯材料市场中占据很大份额。其中硬泡PU凭借其高比强度、低导热系数和优异的力学性能等特点,广泛应用在保温隔热、交通运输、石油开采等领域。温敏型聚氨酯泡沫材料(即热致型形状记忆聚氨酯泡沫,SMPUF)是由不同玻璃化转变温度的软段和硬段构成的微相分离的嵌段共聚物,能在热响应下完成形状记忆过程。温敏型聚氨酯材料具有较高的形变温度可设计空间、形变尺度大、形变保持率高、易加工等特点,可应用在许多前沿领域。因此,探究影响温敏硬质聚氨酯泡沫材料性能的因素,对硬泡PU性能的提升及应用拓展具有重要意义。聚氨酯泡沫材料的性能与软段、硬段、泡孔结构等因素息息相关,本文从以上三个主要因素出发,探究了其对材料力学性能、泡孔结构、老化性能、玻璃化转变温度、热失重、温敏性能的影响规律,最后探究了防老助剂对材料老化性能的影响,进一步提高了材料的老化性能。相关结论如下:(1)PCL10制备的泡沫压缩强度和弯曲强度最高,具有最佳的泡孔结构,孔形系数接近于1,泡孔孔壁厚,孔径大小适中,泡孔分布均匀,材料耐热空气老化性能好,形变温敏性好。(2)随着硬段含量的逐渐增大,材料的压缩强度和弯曲强度先增大后减小,在硬段含量为78%和80%时材料具有最高的力学强度。随着硬段含量的升高,材料的泡孔孔径先增大后减小,孔形系数先减小后增大,泡孔壁厚先增大后减小,材料的玻璃化转变温度逐渐升高,热空气老化后的压缩强度先增加后减小。材料硬段含量越高,形状恢复速率越快。BDO和DEG并用比例为2/3时,材料压缩强度和弯曲强度最高,泡孔结构好,玻璃化转变温度高,热空气老化后压缩强度高,形变温敏性好。(3)物料混合时间越长,材料泡孔孔径越小,孔形系数越小,越接近于理想型泡孔,材料的力学强度越大。当物料混合时间保持在35s时,硬质聚氨酯泡沫材料具有最高的压缩强度和弯曲强度。物料混合时间对材料形状固定率和形状恢复率没有影响,随着混合时间的延长,材料形状恢复速率减小。A6泡沫稳定剂表现出优异的泡沫稳定性,在高转速混合下仍能使材料保持较大的泡孔结构。其制备的聚氨酯泡沫材料压缩强度和弯曲强度最高,老化后压缩强度最高,形状恢复速率最高。(4)抗氧剂1010在所用抗氧剂中抗老化效果最好。1010与1680并用后进一步提升了材料的老化性能,1010/1680=1/3时,材料抗老化性能最好,高温失重表现最好。填加单碳化二亚胺抗水解剂可以有效改善材料的海水老化性能。随着抗水解剂用量的增大,材料海水老化后的压缩强度逐渐增大,当抗水解剂用量在1.25~1.5phr时,材料海水老化后的压缩强度达到最大。
张奇锋[4](2021)在《MWCNTs协同PLA改性PBS的结晶、力学及导电性能研究》文中研究说明聚丁二酸丁二醇脂(PBS)作为近年来颇受关注的一种合成脂肪族聚酯,其具有较好的物理机械性能、优异的生产加工性能以及完全生物可降解性能。然而,PBS存在使用强度低、热性能较差及功能性欠缺等问题,在使用过程中难以满足实际生产生活的需要;近年来,导电聚合物复合材料(CPCs)已经成为如今材料研究领域的一大热点,其中如石墨烯、碳纳米管、纳米银线等掺杂的高分子复合材料自身力学、结晶等性能提高,且材料产生一定的功能化作用。本文以多壁碳纳米管(MWCNTs)为导电粒子,PBS为基体,采用熔融共混法制备MWCNTs/PBS导电复合材料;在此基础上,引入第二相聚乳酸(PLA),使MWCNTs选择性的分布于PBS中,制备具有双逾渗结构的MWCNTs/PLA/PBS导电复合材料,以期降低复合材料的逾渗阈值,并在模拟紫外环境下进行加速老化实验;其主要研究内容:(1)表面修饰MWCNTs,提高其在PBS基体中的分散,制备一系列的MWCNTs/PBS复合材料,研究不同表面处理方式对MWCNTs/PBS复合材料的结晶性能、热性能及导电性能的影响。(2)引入第二相PLA,通过熔融共混法使MWCNTs选择性的分布在PBS中,构建具有双逾渗结构的MWCNTs/PLA/PBS导电复合材料,深入研究相态演变对材料结晶性能、热性能及导电性能的影响。(3)对MWCNTs/PLA/PBS系列复合材料进行加速紫外老化,探究老化过程中,复合材料随着老化时间的推移,对复合材料结晶性能、热稳定性能及导电性能等的影响规律。研究结果表明:适量的MWCNTs作为异相成核剂,提高了PBS结晶性能,当MWCNTs的添加量过高时,在PBS基体中发生大量团聚,抑制PBS的结晶;经过表面改性后的复合材料可以促进PBS的成核过程;基于经典逾渗阈值理论模型计算,MWCNTs/PBS复合材料的逾渗阈值为0.47 wt%。当MWCNTs含量为1.0 wt%时,氧化改性后的MWCNTs/PBS复合材料的导电性能较未改性的复合材料下降了5个数量级;改性后相比于纯PBS,MWCNTs-COOH-KH570/PBS复合材料的力学性能最佳,其拉伸强度提高了11.8%,冲击强度提高了25.8%,弯曲强度提高了24.3%。当PLA含量为50 wt%时,PLA由分散相变成连续相,此时复合材料中构建双逾渗结构,复合材料的导电性能最佳;基于经典逾渗阈值理论模型计算,MWCNTs/PLA/PBS复合材料的逾渗阈值为0.049 wt%;改性后,基于经典逾渗阈值理论模型计算,MWCNTs-COOH/PLA/PBS复合材料的逾渗阈值为2.31 wt%。随着老化时间的增加,MWCNTs/PBS复合材料中,PBS结晶度提高,热稳定性提高,当老化时间为192 h时,复合材料的导电性能趋于平缓,较未老化提高了1.64×10-6 S/m;MWCNTs/PLA/PBS复合材料中,PBS的结晶性能提高,PLA的结晶性能先提高后下降,热稳定性能先提高后下降,复合材料的导电性能较未老化最大提高了1.80×10-5 S/m;MWCNTs-COOH/PLA/PBS复合材料中,复合材料的热稳定性逐渐降低,复合材料的导电性能较未老化最大提高了5.4×10-6 S/m。
唐工凡[5](2021)在《膨胀型阻燃涂料的耐候性优化及抗老化性能研究》文中认为膨胀型阻燃涂料可有效提高材料的火安全性能,从根本上遏制火灾的蔓延,减少重大火灾事故的发生。但是大部分传统膨胀型阻燃涂料仍存在吸水性强,相容性、分散性差等缺点,在服役过程中受紫外线照射、湿热循环等多方面环境老化因素综合作用,不仅影响涂料的力学性能和耐久性能,还会使其阻燃性能显着下降,成为潜在安全隐患,限制着其使用范围和服役寿命。本文首先以聚磷酸铵、尿素、环糊精、水性聚氨酯树脂和聚丙烯酰胺作为膨胀型阻燃涂料基础配方,在此配方上依次通过硅油疏水改性、铝钛复合偶联剂表面改性等方法以期增强涂料的疏水性,并且引入白炭黑、加入纳米氧化锌作阻燃协效剂和紫外吸收剂,以提高涂料的抗老化性能。通过溶胶-凝胶法制备出了抗老化膨胀型阻燃涂料(Z-IFRC),并依据国标规定涂覆方法涂刷于木质胶合板,制备出阻燃复合材料Z-IFRC-W。其次对Z-IFRC-W进行人工加速老化测试(紫外线辐射、氙灯辐射和高低温湿热交变环境),最后对老化后的Z-IFRC-W分别进行了CONE测试、SEM测试、TG分析、热解动力学分析、XRD分析、抗压强度测试及水接触角测试,研究老化环境对复合材料综合性能的影响规律。研究表明:在传统膨胀型阻燃涂料基础配方上,掺入0.5 wt%的硅油,0.8 wt%的白炭黑,2.0 wt%的纳米氧化锌以及选用型号125的铝钛复合偶联剂,由此配方制备的膨胀型阻燃涂料阻燃性能最佳。通过CONE测试结果表明,经紫外线老化、氙灯老化和高低温湿热交变老化后,Z-IFRC-W的p HRR分别增加了101%、88%和102%,未添加纳米氧化锌的复合材料(IFRC-W)的p HRR分别增加了125%、92%和112%。两种复合材料的产烟量、CO2释放量和耗氧量均随着老化时间的增加逐渐上升,证实复合材料的火安全性能下降。通过SEM测试观察到老化后的复合材料炭层致密程度和完整性逐渐下降,但Z-IFRC-W微观结构完整性优于IFRC-W,证明纳米氧化锌可提高阻燃复合材料的抗老化性。通过TG分析发现,紫外线老化与氙灯老化使复合材料的热稳定性和残炭率逐渐下降,表观活化能E减少证明热分解速率加快,同时XRD图谱表明材料的无定形物质含量也有所下降。通过测试燃烧后复合材料的抗压应变力得知,在形变量为30mm时,经紫外线辐射、氙灯辐射和高低温湿热交变老化的复合材料的Z-IFRC-W最大应变力分别降低了76%、51%和59%,IFRC-W的最大应变力分别降低了73%、59%和65%。通过水接触角测试可知,经紫外线辐射、氙灯辐射和高低温湿热交变老化后的Z-IFRC-W水接触角分别降低了31%、32%和42%,IFRC-W的水接触角分别降低了36%、38%和44%。综上所述,本文制备的抗老化阻燃复合材料Z-IFRC-W比IFRC-W具有更高的火安全性,纳米氧化锌具有较好的抗紫外辐射性能,减少了老化后复合材料阻燃性能和力学性能上的损失。对复合材料在三种老化环境中进行相同时长的老化测试,对比三种老化环境对复合材料综合性能的影响,其影响强弱程度排序结果为:紫外线老化影响程度>高低温湿热交变环境影响程度>氙灯老化影响程度,该老化规律对于后续研发耐候高效的IFRC并进一步提升阻燃材料的火安全性有重要意义。
杨俊[6](2021)在《聚丙烯基绝缘及半导电屏蔽料力学与电学性能研究》文中研究指明聚丙烯(PP)具有较高的熔点与耐电强度,是一种潜在的环保型电缆绝缘材料。但其低温脆性差,不能直接应用于电缆制造。对PP增韧改性,又会导致电学性能的下降,如何平衡机械性能和电学性能之间的关系,是绝缘材料研制的难点。此外,PP耐热氧老化能力差,抗氧剂的合理配置也有待研究。并且,当PP用于电缆屏蔽层时,如何使炭黑均匀分散于PP中,并保持较高的机械强度和熔融温度仍是挑战。综上,研究适用于工业应用的PP基绝缘材料及半导电屏蔽料具有工程价值,研究改性填料对PP绝缘及半导电屏蔽料的性能影响规律具有科学意义。本论文选用共聚聚丙烯作为基料、乙烯-辛烯共聚物(POE)和苯乙烯—乙烯/丁烯—苯乙烯三嵌段共聚物(SEBS)作为增韧改性填料,系统分析弹性体填料对聚丙烯基绝缘层和屏蔽层力学、电学性能的影响,主要结论如下。通过对比不同种类抗氧剂对材料热氧老化的抑制效果,优选出了适用聚丙烯绝缘的抗氧剂配方体系。研究发现,将抗氧剂1035同抗氧剂168按1:1进行复配时,氧化诱导期最长,热老化后机械性能下降最少,抗氧化性能最好。抗氧剂的抗氧化能力排序为:抗氧剂1035与抗氧剂168复配>抗氧剂1010与抗氧剂168复配>抗氧剂1035>抗氧剂1010>抗氧剂300。熔融结晶曲线表明,采用抗氧剂1035同抗氧剂168复配体系可使老化后材料的结晶熔融温度不发生明显改变。弹性体掺入后降低了复合材料结晶度,材料的屈服应力下降,材料韧性得到改善,并且复合材料仍具有较好的耐热性,最大值热延伸形变量仅为6.5%;熔融指数试验结果表明弹性体掺入后体系流动性能下降,电学性能试验表明复合材料空间电荷积聚增多,耐电强度下降,电导电流上升,介电损耗上升。其中SEBS作为改性填料时,绝缘性能下降较少,优于POE复合体系。不同混炼工艺制备的材料其性能差异主要是由于双螺杆挤出机的剪切应力强于转矩流变仪造成的。一方面剪切应力强会使得弹性体分布更均匀;另一方面也会使得部分PP大分子链降解为小分子链。弹性体分布更均匀会使得材料结晶度增大,耐电强度升高,电导电流下降。而部分PP大分子链降解为小分子链会导致结构缺陷增多,空间电荷注入量与电场畸变量增大。在半导电屏蔽料的研究中,通过将聚丙烯接枝马来酸酐作为增容填料,极大的改善了炭黑在聚丙烯基体中的分散性。研究发现,增容填料的马来酸酐接枝率与炭黑的分布均匀度呈正相关,炭黑的分散性改善后,屏蔽料的体积电阻率下降明显。本研究制备的绝缘料与屏蔽料均满足35k V交联聚乙烯相关标准的要求,具有工业应用价值。
曹乐[7](2021)在《MWCNTs/PLA导电复合材料的制备及性能研究》文中认为作为新兴的生物可降解材料聚乳酸(PLA),其力学性能与聚苯乙烯(PS)相当,且生产加工性能优异,但PLA本身存在一些不足,如结晶度低,耐热性差等,对PLA制品的发展与应用有着极大的限制。而制备功能化聚乳酸基复合材料可以有效缓解这些不足,这样既能保留PLA本身的优异性能,又能赋予PLA新的性能,而加入导电填料多壁碳纳米管(MWCNTs)与PLA共混制备聚乳酸/导电粒子复合材料,成为近年来人们研究的热点。本文从制品后处理、晶体排斥、双逾渗结构三个方面出发,对聚乳酸基复合材料的结晶、力学及导电性能进行研究,以期对PLA制品的生产加工起到指导性作用。具体研究内容有:(1)将制备的PLA标准样条进行不同温度和时间的退火处理,分析PLA在不同退火时间和温度下的结晶行为演变规律;以及将PLA标准样条进行不同时间的紫外处理,以此研究退火处理与紫外处理对PLA结晶及力学性能的影响。(2)以PLA为基体,MWCNTs为导电填料,制备了一系列MWCNTs/PLA导电复合材料,以此研究MWCNTs含量对PLA结晶及导电性能的影响,同时对复合材料进行退火处理,进一步探究结晶与导电网络结构之间的内在联系。(3)引入聚氨酯(TPU)为第二相,制备一系列MWCNTs/TPU/PLA导电复合材料。利用MWCNTs的选择性分布和相态演变来实现复合材料的双逾渗结构,以此研究加料顺序及相态演变对复合材料结晶性能、力学性能及导电性能的影响。结果表明:退火处理和紫外处理能够促进PLA结晶,且退火处理对PLA的结晶促进效果更加显着。相比未退火处理的PLA,退火处理60 min的PLA拉伸强度为68.7MPa,提高了8.46%,断裂伸长率为4.9%,降低了2.07%,冲击强度为36.4 KJ·m-2,提高了39.46%,弹性模量增至823 MPa,提高了29.15%;相比于未紫外处理的PLA样品,紫外处理72h的PLA拉伸强度为70.62 MPa,提高了11.49%,弹性模量为912.5MPa,提高了43.2%,冲击强度为36.225 KJ·m-2,提高了38.38%,断裂伸长率为6.1%,降低了0.87%。MWCNTs/PLA复合材料的逾渗阈值Pc为0.69 wt%,退火处理后的MWCNTs/PLA复合材料的逾渗阈值Pc为0.53 wt%,相比于未退火MWCNTs/PLA复合材料降低了23%,且由结晶造成的晶体排斥效应对电导率的影响并不是全面的,仅限于0.3-1.0 wt%的范围。MWCNTs含量为0.7 wt%时,相比于纯PLA,Xc为25.67%,提高了24.37%,拉伸强度为76.3 MPa,提高了20.46%,断裂伸长率为7.3%,提高了0.33%,冲击强度为36.2KJ·m-2,提高了38.69%,弹性模量为867MPa,提高了36.06%;退火处理后,PLA的Xc增大至39.22%,比未退火前提高了37.92%,且拉伸强度、冲击强度和弹性模量有所提高,断裂伸长率有所下降。复合材料的导电性能随着PLA、TPU和MWCNTs三者加料顺序的改变而变化,其中将TPU与MWCNTs共混制备MWCNTs/TPU母粒,再与PLA进行共混的加料方式制备的复合材料导电性能最好。当TPU质量分数为35 wt%时,MWCNTs/TPU35/PLA复合材料体系的逾渗阈值Pc为0.32 wt%,相比于未添加TPU的MWCNTs/PLA复合材料体系(Pc=0.69 wt%)降低了53.6%。当MWCNTs质量分数为0.5 wt%,TPU质量分数为35%时,相比于MWCNTs0.5/PLA的复合材料,MWCNTs0.5/TPU35/PLA复合材料拉伸强度为55.2 MPa,降低了21.36%,断裂伸长率为128.5%,提高了121.53%,冲击强度为44.3 KJ·m-2,提高了29.15%,弹性模量为561 MPa,降低了26.28%。
彭鹏[8](2021)在《交联聚乙烯复合绝缘热老化动力学特性及其寿命评估》文中提出电力电缆因其占地面积少、可靠性高等优点,在城市电能运输与长距离输电中逐渐普及应用。但是,早期电缆投运的年限逐渐提高,且在运行过程中电缆受到电、热等应力的侵蚀,逐渐出现绝缘击穿放电等损毁现象。为避免此类现象甚至更大事故的发生,现场需要实时监测电缆的运行状态,发现状况并进行处理。绝缘层是电缆安全可靠运行的重要保障,交联聚乙烯本身具有优秀的绝缘性能,是10-220kV电力等级电缆的主要绝缘材料,研究交联聚乙烯材料的老化特征并评估其绝缘状态与剩余寿命能够有效帮助上述问题的解决。绝缘材料的潜伏性缺陷很难被介质损耗、泄漏电流等宏观检测手段检测出来,绝缘材料的老化本质上是一个化学反应过程,活化能作为材料的本征属性,能够表征材料发生化学反应的难度壁垒。本文以交联聚乙烯样片作为试样,开展不同温度下的加速热老化处理,测量其微观特性、电气性能以及动力学特性随老化状态的变化规律,基于温度加速因子与击穿场强得到绝缘失效电导活化能判据,最终提出基于电导活化能的交联聚乙烯绝缘老化状态评估与寿命预测方法。针对交联聚乙烯绝缘试样开展100℃与130℃加速热老化试验。为表征热老化对试样微观特性的影响,进行扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FITR)以及差示扫描量热测量。实验结果表明:随着老化程度的加深,试样表面逐渐出现层状、鳞片状结构,固体小颗粒析出物增多。绝缘的老化可以分为两个阶段:老化初期,内部基团反应不剧烈,羰基指数在初始值1.0729附近波动,结晶度有略微的上升;老化后期,材料内部分子链断裂,发生氧化还原反应,羰基、醚基等官能团大幅增加。为研究热老化对交联聚乙烯绝缘热动力学特性的影响,测量XLPE试样的电导活化能与热重活化能。未老化试样的热重活化能为276.444kJ/mo1,初始电导活化能为0.783eV,通过曲线拟合与计算求解发现:两种活化能与温度的关系都符合阿伦尼乌斯方程,且数值走势相同,都呈现总体曲折下降的趋势。本文测量了试样在不同老化时间下的介质损耗与击穿电压,研究热应力对于交联聚乙烯绝缘电气特性的影响。在两种老化温度下,绝缘试样的老化过程存在差异性,导致其介质损耗变化规律不相同,分别呈现曲折下降与先上升再下降再上升的变化规律;交联聚乙烯初始击穿场强为31.143kV/mm,随着老化时间的增加,击穿场强呈现先上升后下降的现象。本文建立了交联聚乙烯绝缘失效活化能判据,提出基于电导活化能评估交联聚乙烯绝缘老化状态与剩余寿命的方法。以击穿场强下降至初始值的50%作为绝缘失效的判据,得到此XLPE绝缘试样的寿命为13.177a与12.764a,交联聚乙烯绝缘试样绝缘失效时对应的电导活化能为0.4623eV;提出了交联聚乙烯绝缘试样老化状态评估方法与寿命计算公式,当电导活化能低于0.75eV,绝缘材料已经进入老化后期,运用经验公式即可得到试样剩余寿命。测量退役电缆绝缘A、B、C的电导活化能分别为0.4593、0.5136、0.4824eV,预测其剩余寿命为-0.0951a,1.4387a以及0.5843a,结果与实际运行情况相符。
丁梓桉[9](2021)在《硅氧功能化聚酰亚胺薄膜的改性制备与高频沿面放电特性》文中指出随着能源互联网的发展,分布式能源的不稳定性给电网带来较大的挑战,而高频电力变压器是解决该问题的有效方案。作为高频电力变压器包覆绝缘的常用材料,聚酰亚胺需经受类高频电应力、热应力等复杂的应力环境,在相同电场强度下,相较于本体击穿,薄膜更易发生沿面放电,是制约高频电力变压器向高电压、大容量、高可靠性发展的关键因素之一。研究表明,改性有助于提高材料绝缘性能,而向聚合物中引入硅氧结构有助于提高其综合性能,因此,利用不同种类的硅氧结构对聚酰亚胺进行改性与合成,系统研究改性聚酰亚胺在高频交流电应力下沿面放电特性对后续薄膜改性研究具有重要意义。本文取得的主要研究结果如下:搭建了聚酰亚胺薄膜改性制备平台,优化了制备流程和合成工艺。提升了聚酰亚胺的分子量、减少了杂质的引入并保证了薄膜的均匀度。选择纳米二氧化硅(SiO2)和二硅氧烷(GAPD)两种硅氧结构化合物对聚酰亚胺分别进行纳米复合改性和分子结构改性。将纯聚酰亚胺命名为P0,引入1%、2%、5%摩尔含量的GAPD并按照含量分别命名为G1、G2、G5,引入等摩尔含量的SiO2纳米粒子并按照含量分别命名为 Si1、Si2、Si5。针对改性制备的七种聚酰亚胺薄膜,采用红外光谱仪、紫外-可见分光光度计、扫描电子显微镜等基础仪器获得了薄膜的基本理化特性。研究结果表明:改性后的硅氧功能化薄膜在基本理化特性方面均能满足实际应用,但其理化特性有所区别。加入SiO2后,聚酰亚胺基体中均出现明亮的纳米粒子,但Si5中出现轻微团聚现象,紫外光谱略微红移,结晶度有所下降,表面电阻率和体积电阻率均下降,且SiO2含量越多下降越快,但玻璃化转变温度和力学性能却有所提升。引入GAPD后,聚酰亚胺基体聚集态改变,且GAPD含量越多,结晶度越高,紫外光谱红移越多,薄膜在紫外光区吸收越强,电荷转移络合作用更强,表面电阻率和体积电阻率越大,玻璃化转变温度和力学性能越优异。通过搭建恒温恒湿环境下的高频沿面放电实验平台,获得了硅氧功能化聚酰亚胺薄膜的高频沿面放电特性。测试结果表明,薄膜的沿面放电起始电压均在3.5~3.7 kV范围内,P0沿面闪络电压最低。引入两种硅氧结构均有助于提升薄膜沿面放电寿命,其中Si组Si5寿命最长,是P0的3.40倍,G组G5寿命最长,是P0的4.77倍。进一步研究长期电老化过程,采集并分析Si5、P0、G5的沿面放电信号,发现三种薄膜均呈现明显的极性效应,具体表现为正半周放电幅值、放电次数远大于负半周,且极性反转处放电剧烈;此外,三种薄膜的放电幅值中前期波动后期增加、放电次数持续增加、放电形态以密集放电为主,不同的是,G5全过程沿面放电幅值最低、放电次数最少,且增长速度最慢,Si5放电前期沿面放电特征与P0相近,但后期P0放电发展迅速且放电激烈程度大幅度增加。进一步研究了硅氧功能化改性对聚酰亚胺高频沿面放电特性的影响机制,建立了高频沿面放电特征参数之间的内在关联特性,揭示了理化特性改变对改性聚酰亚胺高频沿面放电特性的影响机制。研究结果表明,电阻率主要影响电晕在薄膜-空气界面的发展以及表面电荷的积聚与消散特性,结晶度主要影响表面电荷的脱陷和入陷过程,电荷转移络合作用和光吸收性主要影响材料紧凑性和空间光电离等过程,而材料结构则主要影响电子的散射等过程。此外,长期电老化过程中,不同理化特性对不同时期放电过程的影响也有所不同,且存在协同作用。两种改性方式在不同程度上改变了上述理化特性,导致了高频沿面放电特性的不同,为后续进一步调控改性方案提供了参考依据。
王伟[10](2021)在《木质短纤维/聚丙烯复合材料的力学性能与耐久性研究》文中提出木质纤维材料因其来源十分广泛、轻质、较高的比强度和比模量等优点而被广泛关注。木质纤维材料主要成分包括纤维素、木质素和半纤维素等,是一种比较理想的填充材料,有望部分替代合成纤维材料来增强聚合物,以弥补聚合物力学性能方面的不足。但是,木质纤维材料自身也存在一些不足,如易吸湿、性能差异大以及耐久性比合成纤维材料差等。因此,研究木质纤维材料增强聚合物复合材料的力学性能与耐久性十分必要,可为该类材料的工程设计与应用领域拓展提供参考。本文对木质短纤维增强聚丙烯复合材料力学性能、热稳定性能以及动态热力学性能进行了较为系统地研究,分析木质短纤维对聚丙烯基体的增强作用机理,并研究在温度、作用力速度、水分等加速材料老化的因素作用下复合材料力学性能的退化程度与退化机理。探索建立弯曲强度、储能模量随时间变化的主曲线,以预测复合材料的长期力学性能。具体研究内容如下:(1)木质短纤维/聚丙烯复合材料的制备与测试表征。针对木质短纤维在聚丙烯中分散性较差以及木质短纤维与聚丙烯界面相容性差的问题,本文采用两步法(挤出-注塑)并使用马来酸酐-聚丙烯共聚物(MAPP)作为增容剂进行木质短纤维/聚丙烯复合材料的制备:首先通过挤出成型的方法制备出木质短纤维含量较高(木质短纤维质量分数为70%)的木质短纤维/聚丙烯混合粒子,然后将木质短纤维/聚丙烯混合粒子、聚丙烯母粒和MAPP粒子按一定质量比混合均匀后喂入注塑机成型。最后对制备的复合材料试样进行力学性能(包括拉伸性能、弯曲性能、耐冲击性能)、热稳定性能(DSC、TGA)以及动态热力学性能(DMA)表征。结果显示木质短纤维能够显着提高聚丙烯基体的强度和刚度,而且复合材料的拉伸强度、杨氏模量、弯曲强度和弯曲模量分别与木质短纤维含量呈线性关系。具体地,拉伸强度和弯曲强度分别比聚丙烯最高增加58.75%和134.46%,杨氏模量和弯曲模量分别比聚丙烯最高增加197.47%和258.25%,证明了制备的复合材料质量比较稳定。但是,随木质短纤维材料含量增加,复合材料的耐冲击性能下降,复合材料的破坏模式由韧性破坏转为脆性破坏。综合考虑聚丙烯与木质短纤维/聚丙烯复合材料的熔融温度、结晶度、初始热降解温度等指标,发现所制备复合材料的热稳定性差异不大,当木质短纤维含量较高时,由于木质短纤维在聚丙烯基体的分散均匀性相对变差,导致界面有效传递应力的作用减弱,其热稳定性略有降低。动态力学分析表明,材料的储能模量随木质短纤维含量的增加而增加,这与静态力学测试结果相符。(2)在温度、弯曲应变率的作用下,复合材料的弯曲行为与长期力学性能。研究材料的长期力学性能,一般采用人工加速材料老化的方法。木质纤维材料增强聚合物复合材料作为一种聚合物基材料,其力学性能具有典型的粘弹性特征,主要受到外界环境温度、湿度和作用力速度等的影响。因此,可以通过改变温度和水分条件等加速材料老化的方法进行复合材料长期力学性能的研究。本文以聚丙烯和木质短纤维/聚丙烯复合材料的三点弯曲实验为例,探索与分析在温度、弯曲应变率的作用下,复合材料弯曲行为的变化与机理,发现弯曲强度与弯曲模量随弯曲应变率的增加而增加,随温度的升高而降低,而且温度越高,木质短纤维对聚丙烯基体的增强作用越显着。更重要的是,弯曲强度随弯曲应变率和温度的变化程度分别与弯曲模量随弯曲应变率和温度的变化程度保持比例关系。证明了时-温叠加原理对木质短纤维/聚丙烯复合材料在非线性粘弹区弯曲行为的适用性,并借助水平移动因子构建弯曲强度、储能模量随时间变化的主曲线,用以预测材料长期的静态和动态力学性能;借助Eyring关于速度过程的一般理论和Arrhenius方程,计算得到材料的活化体积和塑性变形活化能,其中计算得到的聚丙烯的塑性变形活化能数值接近聚丙烯的断键活化能;利用多频模式下的DMA测试结果计算出了材料的表观活化能,评估了材料的耐久性。(3)湿热条件下,材料的吸水行为与力学性能退化。研究聚丙烯和不同木质短纤维含量的复合材料在23°C、60°C、80°C下的吸水行为,通过材料的吸水曲线和数学方法证明了材料的吸水过程符合Fick扩散,或者材料的吸水过程以Fick扩散为主;基于材料吸水过程中的扩散类型和平衡含水率求得扩散系数,从吸水曲线和扩散系数上可以发现,吸水速率随木质短纤维含量的增加和温度的升高而增大,与前面研究报道的木质短纤维增强聚丙烯复合材料吸水过程中的扩散系数相比,本文所制备复合材料吸水过程中扩散系数较小,说明本文所采用的制备方法是可行的;基于现有的预测板材长期吸水行为的模型,求得材料的理论吸水曲线并与实验结果对比,发现使用理论模型的前六项级数可以较好的拟合实验结果,基于表示扩散系数与温度关系的Arrhenius方程型关系式求得其未知参数数值,并用以预测不同温度下的扩散系数;材料在湿热条件下达到有效吸水平衡后,材料的力学性能显着下降,其力学性能退化程度随着平衡含水量增加而增大,而且水分子对材料有明显的塑化作用,通过DMA测试发现,材料达到有效吸水平衡后,其损耗因子增大,界面有效传递应力的作用减弱。基于上述研究,本文揭示了木质短纤维对聚丙烯基体的增强作用机理,以及温度、弯曲应变率对木质短纤维/聚丙烯复合材料力学性能的作用规律与机理;证明了时-温叠加原理对木质短纤维/聚丙烯复合材料在非线性粘弹区弯曲行为的适用性;建立了能够预测材料长期力学性能的弯曲强度、储能模量随时间变化的主曲线;发现了木质短纤维/聚丙烯复合材料的吸水规律,并获得了该材料的吸水模型与扩散系数模型;探究了在湿热老化条件下材料力学性能退化与平衡含水量的关系以及力学性能退化机理。以上研究成果为木质短纤维/聚丙烯复合材料的设计与应用提供了必要的实验和理论支撑,为其他天然纤维增强聚合物复合材料的研究提供参考。
二、复合材料老化方法研究进展(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、复合材料老化方法研究进展(论文提纲范文)
(1)植物纤维增强复合材料的湿热老化研究进展(论文提纲范文)
0 引言 |
1 植物纤维增强复合材料吸水扩散机理 |
1.1 植物纤维及树脂基体的吸水性 |
1.2 复合材料的吸水机理 |
2 植物纤维增强复合材料吸水后的力学性能变化 |
2.1 湿热老化对复合材料力学性能的影响 |
2.2 不同环境下吸水对复合材料力学性能的影响 |
2.3 提升复合材料湿热老化后力学性能的方法 |
3 复合材料湿热老化的预测模型研究 |
3.1 基于传统经验公式的复合材料老化预测模型 |
3.1.1 基于时-温等效原理的耐久性预测模型 |
3.1.2 基于剩余强度的耐久性预测模型 |
3.2 植物纤维增强复合材料的非线性本构预测模型 |
4 结语与展望 |
(2)等离子体氟化改性纳米TiO2填充环氧树脂的绝缘特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 纳米材料改性研究现状 |
1.2.2 等离子体改性研究现状 |
1.2.3 等离子氟化研究现状 |
1.3 本文的主要工作 |
2 材料制备与性能测试方法 |
2.1 纳米TiO_2处理 |
2.1.1 纳米TiO_2预处理 |
2.1.2 纳米TiO_2氟化处理 |
2.1.3 XPS测试 |
2.2 复合材料制备 |
2.3 材料形貌分析 |
2.4 复合材料绝缘特性测试 |
2.4.1 局部放电与击穿场强 |
2.4.2 沿面闪络电压 |
2.4.3 体积电阻率与表面电阻率 |
2.4.4 介电常数和介质损耗 |
2.5 本章小结 |
3 等离子体氟化纳米TiO_2/EP绝缘特性研究 |
3.1 复合材料SEM分析 |
3.2 复合材料绝缘特性 |
3.2.1 局部放电与击穿场强 |
3.2.2 沿面闪络电压 |
3.2.3 体积电阻与表面电阻 |
3.2.4 相对介电常数与介质损耗 |
3.3 本章小结 |
4 等离子体氟化纳米TiO_2/EP耐紫外老化性能研究 |
4.1 紫外老化实验装置 |
4.2 紫外老化材料绝缘特性 |
4.2.1 体积电阻率和表面电阻率 |
4.2.2 介电常数和介质损耗 |
4.3 老化材料红外表征 |
4.4 结果讨论 |
4.5 本章小结 |
5 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
(3)影响温敏硬质聚氨酯泡沫材料性能的因素研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
符号说明 |
前言 |
第一章 绪论 |
1.1 硬质聚氨酯泡沫材料概述 |
1.1.1 聚氨酯材料 |
1.1.2 聚氨酯泡沫材料 |
1.1.2.1 聚氨酯泡沫材料的发展概况 |
1.1.2.2 聚氨酯泡沫材料的分类 |
1.1.3 硬质聚氨酯泡沫材料 |
1.1.3.1 硬质聚氨酯泡沫材料概述 |
1.1.3.2 硬质聚氨酯泡沫结构与性能特点 |
1.1.3.3 硬质聚氨酯泡沫的应用 |
1.2 硬质聚氨酯泡沫材料的原料体系 |
1.2.1 异氰酸酯 |
1.2.2 低聚物多元醇 |
1.2.3 扩链剂和交联剂 |
1.2.4 发泡剂 |
1.2.5 泡沫稳定剂和开孔剂 |
1.2.6 催化剂 |
1.2.7 防老助剂 |
1.3 硬质聚氨酯泡沫的反应 |
1.3.1 硬质聚氨酯泡沫的反应机理 |
1.3.2 硬质聚氨酯泡沫的形成 |
1.4 硬质聚氨酯泡沫材料的合成与加工成型方法 |
1.4.1 硬质聚氨酯泡沫材料的合成方法 |
1.4.2 硬质聚氨酯泡沫材料的加工成型方法 |
1.5 硬质聚氨酯泡沫的温敏性概述 |
1.5.1 硬质聚氨酯泡沫的温敏性 |
1.5.2 聚氨酯材料的温敏性及应用 |
1.5.3 硬质聚氨酯泡沫的温敏性及应用 |
1.6 硬质聚氨酯泡沫材料老化性能研究 |
1.6.1 硬质聚氨酯泡沫的老化机理 |
1.6.2 改善硬质聚氨酯泡沫老化性能的有效途径 |
1.7 课题研究内容及意义 |
第二章 软段对硬质聚氨酯泡沫材料性能的影响 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验原料及助剂 |
2.2.2 实验仪器及设备 |
2.2.3 硬质聚氨酯泡沫材料的制备 |
2.3 性能测试标准及方法 |
2.4 结果与讨论 |
2.4.1 多元醇种类对硬质聚氨酯泡沫材料性能的影响 |
2.4.1.1 多元醇种类对硬质聚氨酯泡沫材料力学性能的影响 |
2.4.1.2 多元醇种类对硬质聚氨酯泡沫材料泡孔结构的影响 |
2.4.1.3 多元醇种类对硬质聚氨酯泡沫材料玻璃化转变温度的影响 |
2.4.1.4 多元醇种类对硬质聚氨酯泡沫材料热空气老化性能的影响 |
2.4.1.5 多元醇种类对硬质聚氨酯泡沫材料温敏性能的影响 |
2.4.2 多元醇分子量对硬质聚氨酯泡沫材料性能的影响 |
2.4.2.1 多元醇分子量对硬质聚氨酯泡沫材料力学性能的影响 |
2.4.2.2 多元醇分子量对硬质聚氨酯泡沫材料泡孔结构的影响 |
2.4.2.3 多元醇分子量对硬质聚氨酯泡沫材料玻璃化转变温度的影响 |
2.4.2.4 多元醇分子量对硬质聚氨酯泡沫材料热空气老化性能的影响 |
2.4.2.5 多元醇分子量对硬质聚氨酯泡沫材料温敏性能的影响 |
2.4.3 不同牌号的多元醇对硬质聚氨酯泡沫材料性能的影响 |
2.4.3.1 不同牌号的多元醇对硬质聚氨酯泡沫材料力学性能的影响 |
2.4.3.2 不同牌号的多元醇对硬质聚氨酯泡沫材料泡孔结构的影响 |
2.4.3.3 不同牌号的多元醇对硬质聚氨酯泡沫材料玻璃化转变温度的影响 |
2.4.3.4 不同牌号的多元醇对硬质聚氨酯泡沫材料热空气老化性能的影响 |
2.4.3.5 不同牌号的多元醇对硬质聚氨酯泡沫材料热性能的影响 |
2.4.3.6 不同牌号的多元醇对硬质聚氨酯泡沫材料温敏性能的影响 |
2.5 本章小结 |
第三章 硬段对硬质聚氨酯泡沫材料性能的影响 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验原料及助剂 |
3.2.2 实验仪器及设备 |
3.2.3 硬质聚氨酯泡沫材料的制备 |
3.3 性能测试标准及方法 |
3.4 结果与讨论 |
3.4.1 硬段含量对硬质聚氨酯泡沫材料性能的影响 |
3.4.1.1 硬段含量对硬质聚氨酯泡沫材料力学性能的影响 |
3.4.1.2 硬段含量对硬质聚氨酯泡沫材料泡孔结构的影响 |
3.4.1.3 硬段含量对硬质聚氨酯泡沫材料玻璃化转变温度的影响 |
3.4.1.4 硬段含量对硬质聚氨酯泡沫材料热空气老化性能的影响 |
3.4.1.5 硬段含量对硬质聚氨酯泡沫材料温敏性能的影响 |
3.4.2 扩链剂种类对硬质聚氨酯泡沫材料性能的影响 |
3.4.2.1 扩链剂种类对硬质聚氨酯泡沫材料力学性能的影响 |
3.4.2.2 扩链剂种类对硬质聚氨酯泡沫材料泡孔结构的影响 |
3.4.2.3 扩链剂种类对硬质聚氨酯泡沫材料玻璃化转变温度的影响 |
3.4.2.4 扩链剂种类对硬质聚氨酯泡沫材料老化性能的影响 |
3.4.2.5 扩链剂种类对硬质聚氨酯泡沫材料热性能的影响 |
3.4.2.6 扩链剂种类对硬质聚氨酯泡沫材料温敏性能的影响 |
3.4.3 扩链剂并用对硬质聚氨酯泡沫材料性能的影响 |
3.4.3.1 扩链剂并用对硬质聚氨酯泡沫材料力学性能的影响 |
3.4.3.2 扩链剂并用对硬质聚氨酯泡沫材料泡孔结构的影响 |
3.4.3.3 扩链剂并用对硬质聚氨酯泡沫材料玻璃化转变温度的影响 |
3.4.3.4 扩链剂并用对硬质聚氨酯泡沫材料老化性能的影响 |
3.4.3.5 扩链剂并用对硬质聚氨酯泡沫材料热性能的影响 |
3.4.3.6 扩链剂并用对硬质聚氨酯泡沫材料温敏性能的影响 |
3.5 本章小结 |
第四章 泡孔结构对硬质聚氨酯泡沫材料性能的影响 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 实验原料及助剂 |
4.2.2 实验仪器及设备 |
4.2.3 硬质聚氨酯泡沫材料的制备 |
4.3 性能测试标准及方法 |
4.4 结果与讨论 |
4.4.1 物料混合时间对硬质聚氨酯泡沫材料性能的影响 |
4.4.1.1 物料混合时间对硬质聚氨酯泡沫材料力学性能的影响 |
4.4.1.2 物料混合时间对硬质聚氨酯泡沫材料泡孔结构的影响 |
4.4.1.3 物料混合时间对硬质聚氨酯泡沫材料热空气老化性能的影响 |
4.4.1.4 物料混合时间对硬质聚氨酯泡沫材料温敏性能的影响 |
4.4.2 泡沫稳定剂种类对硬质聚氨酯泡沫材料性能的影响 |
4.4.2.1 泡沫稳定剂种类对硬质聚氨酯泡沫材料力学性能的影响 |
4.4.2.2 泡沫稳定剂种类对硬质聚氨酯泡沫材料泡孔结构的影响 |
4.4.2.3 泡沫稳定剂种类对硬质聚氨酯泡沫材料热空气老化性能的影响 |
4.4.2.4 泡沫稳定剂种类对硬质聚氨酯泡沫材料温敏性能的影响 |
4.4.3 泡沫稳定剂用量对硬质聚氨酯泡沫材料性能的影响 |
4.4.3.1 泡沫稳定剂用量对硬质聚氨酯泡沫材料力学性能的影响 |
4.4.3.2 泡沫稳定剂用量对硬质聚氨酯泡沫材料泡孔结构的影响 |
4.4.3.3 泡沫稳定剂用量对硬质聚氨酯泡沫材料热空气老化性能的影响 |
4.4.3.4 泡沫稳定剂用量对硬质聚氨酯泡沫材料温敏性能的影响 |
4.5 本章小结 |
第五章 防老助剂对硬质聚氨酯泡沫材料老化性能的影响 |
5.1 引言 |
5.2 实验部分 |
5.2.1 实验原料及助剂 |
5.2.2 实验仪器及设备 |
5.2.3 硬质聚氨酯泡沫材料的制备 |
5.2.4 标准海水的制备 |
5.3 性能测试标准及方法 |
5.4 结果与讨论 |
5.4.1 抗氧剂种类对硬质聚氨酯泡沫材料老化性能的影响 |
5.4.1.1 抗氧剂种类对硬质聚氨酯泡沫材料热空气老化性能的影响 |
5.4.1.2 抗氧剂种类对硬质聚氨酯泡沫材料海水老化性能的影响 |
5.4.1.3 抗氧剂种类对硬质聚氨酯泡沫材料热性能的影响 |
5.4.2 抗氧剂并用比例对硬质聚氨酯泡沫材料老化性能的影响 |
5.4.2.1 抗氧剂并用比例对硬质聚氨酯泡沫材料热空气老化性能的影响 |
5.4.1.2 抗氧剂并用比例对硬质聚氨酯泡沫材料海水老化性能的影响 |
5.4.2.3 抗氧剂并用比例对硬质聚氨酯泡沫材料热性能的影响 |
5.4.3 抗水解剂用量对硬质聚氨酯泡沫材料老化性能的影响 |
5.4.3.1 抗水解剂用量对硬质聚氨酯泡沫材料海水老化性能的影响 |
5.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间发表的学术论文目录 |
(4)MWCNTs协同PLA改性PBS的结晶、力学及导电性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 PBS概述 |
1.2.1 PBS结构 |
1.2.2 PBS合成 |
1.2.3 PBS性能 |
1.2.4 PBS应用 |
1.3 碳纳米管性能和改性 |
1.3.1 碳纳米管性能 |
1.3.2 碳纳米管改性 |
1.4 碳纳米管导电高分子复合材料的制备 |
1.4.1 熔融共混法 |
1.4.2 溶液共混法 |
1.4.3 原位聚合法 |
1.5 碳纳米管导电网络形态的控制 |
1.5.1 双逾渗结构 |
1.5.2 隔离结构 |
1.5.3 三连续结构 |
1.6 本文的主要研究内容和创新点 |
1.6.1 本文的主要研究内容 |
1.6.2 本文的主要创新点 |
第2章 改性MWCNTs/PBS复合材料的结晶、力学及导电性能研究 |
2.1 前言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验材料和设备 |
2.2.2 碳纳米管的改性 |
2.2.3 试样制备 |
2.2.4 测试与表征 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 MWCNTs的红外表征 |
2.3.2 MWCNTs的形貌表征 |
2.3.3 MWCNTs/PBS结晶形态分析 |
2.3.4 MWCNTs/PBS结晶性能分析 |
2.3.5 MWCNTs/PBS耐热性能分析 |
2.3.6 MWCNTs/PBS导电性能分析 |
2.3.7 MWCNTs分散形态及导电网络 |
2.3.8 MWCNTs/PBS晶体形貌分析 |
2.3.9 MWCNTs/PBS力学性能分析 |
2.4 本章小结 |
第3章 双逾渗结构MWCNTs/PLA/PBS复合材料制备及性能 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验材料和设备 |
3.2.2 试样制备 |
3.2.4 测试与表征 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 MWCNTs/PLA/PBS结晶形态分析 |
3.3.2 MWCNTs/PLA/PBS结晶性能分析 |
3.3.3 MWCNTs/PLA/PBS耐热性能分析 |
3.3.4 MWCNTs/PLA/PBS导电性能分析 |
3.3.5 MWCNTs分散形态及导电网络 |
3.3.6 MWCNTs/PLA/PBS晶体形貌分析 |
3.4 本章小结 |
第4章 紫外老化对MWCNTs/PLA/PBS复合材料性能的影响 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 实验主要仪器设备 |
4.2.2 紫外老化试验过程 |
4.2.3 测试与表征 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 紫外老化对复合材料的结晶形态影响 |
4.3.2 紫外老化对复合材料的结晶性能影响 |
4.3.3 紫外老化对复合材料的耐热性能影响 |
4.3.4 紫外老化对复合材料的导电性能影响 |
4.3.5 紫外老化对复合材料导电网络的影响 |
4.3.6 紫外老化对复合材料的晶体形貌影响 |
4.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间取得的科研成果 |
致谢 |
(5)膨胀型阻燃涂料的耐候性优化及抗老化性能研究(论文提纲范文)
主要符号表 |
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 耐候膨胀型阻燃涂料的研究现状 |
1.2.1 膨胀型阻燃涂料国内外发展现状 |
1.2.2 偶联剂表面改性IFRC的研究现状 |
1.2.3 硅油疏水改性IFRC的研究现状 |
1.2.4 硅系协效剂改性IFRC的研究现状 |
1.2.5 金属氧化物协效改性IFRC的研究现状 |
1.2.6 老化环境对IFRC性能影响的研究现状 |
1.3 本文研究的主要内容 |
1.4 本文的技术路线 |
2 实验样品制备及表征方法 |
2.1 膨胀型阻燃涂料基础配方 |
2.1.1 膨胀型阻燃涂料的组成 |
2.1.2 阻燃涂料基础配方的选定 |
2.2 实验方法与过程 |
2.2.1 实验原料 |
2.2.2 实验设备 |
2.2.3 膨胀型阻燃涂料的制备 |
2.2.4 膨胀型阻燃涂料的涂覆 |
2.3 试样的表征方法 |
3 膨胀型阻燃涂料配方的耐候性优化 |
3.1 硅油疏水改性的膨胀型阻燃涂料 |
3.1.1 硅油改性IFRC的制备 |
3.1.2 性能测试结果 |
3.2 白炭黑协效改性膨胀型阻燃涂料 |
3.2.1 白炭黑改性IFRC的制备 |
3.2.2 性能测试结果 |
3.3 偶联剂表面改性膨胀型阻燃涂料 |
3.3.1 偶联剂表面改性IFRC的制备 |
3.3.2 性能测试结果 |
3.4 纳米氧化锌协效改性膨胀型阻燃涂料 |
3.4.1 纳米氧化锌改性IFRC的制备 |
3.4.2 性能测试结果 |
3.5 本章小结 |
4 紫外线老化对复合材料综合性能的影响 |
4.1 试样制备 |
4.2 紫外线人工加速老化实验 |
4.3 性能测试与表征 |
4.3.1 紫外老化对复合材料阻燃性能的影响 |
4.3.2 紫外老化后复合材料的燃烧参数分析 |
4.3.3 紫外老化复合材料的残炭分析 |
4.3.4 紫外老化复合材料燃烧后的微观形貌 |
4.3.5 紫外老化复合材料的热重分析 |
4.3.6 紫外老化复合材料的热解动力学分析 |
4.3.7 紫外老化复合材料的XRD分析 |
4.3.8 紫外老化对复合材料力学性能的影响 |
4.3.9 紫外老化对复合材料水接触角的影响 |
4.4 本章小结 |
5 氙灯老化对复合材料综合性能的影响 |
5.1 试样制备 |
5.2 氙灯人工加速老化实验 |
5.3 性能测试与表征 |
5.3.1 氙灯老化对复合材料阻燃性能的影响 |
5.3.2 氙灯老化后复合材料的燃烧参数分析 |
5.3.3 氙灯老化复合材料的残炭分析 |
5.3.4 氙灯老化复合材料燃烧后的微观形貌 |
5.3.5 氙灯老化复合材料的热重分析 |
5.3.6 氙灯老化复合材料的热解动力学分析 |
5.3.7 氙灯老化复合材料的XRD分析 |
5.3.8 氙灯老化对复合材料力学性能的影响 |
5.3.9 氙灯老化对复合材料水接触角的影响 |
5.4 本章小结 |
6 高低温湿热交变对复合材料综合性能的影响 |
6.1 试样制备 |
6.2 高低温湿热交变老化实验 |
6.3 性能测试与表征 |
6.3.1 高低温湿热交变对复合材料阻燃性能的影响 |
6.3.2 高低温湿热交变老化复合材料的燃烧参数分析 |
6.3.3 高低温湿热交变老化复合材料的残炭分析 |
6.3.4 高低温湿热交变复合材料燃烧后的微观形貌 |
6.3.5 高低温湿热交变对复合材料力学性能的影响 |
6.3.6 高低温湿热交变对复合材料水接触角的影响 |
6.4 本章小结 |
7 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
参考文献 |
作者硕士在读期间研究成果 |
致谢 |
(6)聚丙烯基绝缘及半导电屏蔽料力学与电学性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 聚丙烯绝缘复合材料研究现状 |
1.2.2 半导电屏蔽料研究进展 |
1.3 本文研究的主要内容 |
第2章 抗氧剂对PP热氧老化稳定作用 |
2.1 PP热氧老化机理 |
2.1.1 链引发反应 |
2.1.2 链增长反应 |
2.1.3 链终止反应 |
2.1.4 抑制PP热氧老化的有效措施 |
2.2 抗氧剂的分类及作用机理 |
2.2.1 主抗氧剂作用机理 |
2.2.2 辅助抗氧剂作用机理 |
2.3 抗氧剂间的相互作用 |
2.4 实验材料及样品制备 |
2.4.1 试验原料 |
2.4.2 试样的制备 |
2.5 抗氧剂种类对材料氧化诱导期影响 |
2.6 抗氧剂种类对材料热老化试验影响 |
2.7 抗氧剂种类对材料熔融温度及结晶性能影响 |
2.8 扫描电子显微镜试验结果与分析 |
2.9 热延伸试验结果与分析 |
2.10 熔融指数试验结果与分析 |
2.11 本章小结 |
第3章 绝缘材料介电性能实验结果与分析 |
3.1 空间电荷性能测试试验结果与分析 |
3.1.1 空间电荷理论 |
3.1.2 试样的处理与测试方法 |
3.1.3 空间电荷特性试验结果与分析 |
3.2 交、直流耐电强度测试 |
3.2.1 电介质击穿理论 |
3.2.2 交、直流击穿测试方法 |
3.2.3 交、直流耐电强度试验结果与分析 |
3.3 复合材料电导率测试 |
3.3.1 电导率测试方法 |
3.3.2 复合材料电导率试验结果与分析 |
3.4 相对介电常数及介电损耗角正切测量 |
3.4.1 实验原理 |
3.4.2 实验方法 |
3.4.3 实验结果与分析 |
3.5 本章小结 |
第4章 半导电屏蔽材料制备与性能测试 |
4.1 试验材料的选择及样品制备 |
4.1.1 基体材料的选择 |
4.1.2 导电填料的选择 |
4.1.3 弹性体的选择 |
4.1.4 添加剂的选择 |
4.1.5 试验样品的制备 |
4.2 热老化试验结果与分析 |
4.3 红外光谱测试结果与分析 |
4.4 扫描电镜试验结果与分析 |
4.5 体积电阻率试验结果与分析 |
4.6 热延伸试验结果与分析 |
4.7 半导电屏蔽料配方确定 |
4.8 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的学术论文及获得成果 |
致谢 |
(7)MWCNTs/PLA导电复合材料的制备及性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 聚乳酸材料的概述 |
1.2.1 聚乳酸的合成 |
1.2.2 聚乳酸的性质 |
1.2.3 聚乳酸的应用 |
1.3 聚乳酸/导电粒子复合材料简介 |
1.3.1 聚乳酸/导电粒子复合材料的制备 |
1.3.2 聚乳酸/导电粒子复合材料的导电机理 |
1.3.3 聚乳酸/导电粒子复合材料的研究进展 |
1.4 导电网络的形态控制 |
1.4.1 隔离结构 |
1.4.2 双逾渗结构 |
1.5 主要研究内容及创新点 |
第2章 不同后处理工艺对聚乳酸结晶及力学性能的影响 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 原料及实验设备 |
2.2.2 样品制备 |
2.2.3 退火处理 |
2.2.4 紫外处理 |
2.2.5 测试与表征 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 退火及紫外处理对聚乳酸晶体结构的影响 |
2.3.2 退火及紫外处理对聚乳酸结晶行为的影响 |
2.3.3 退火及紫外处理对聚乳酸晶体形貌的影响 |
2.3.4 退火及紫外处理对聚乳酸晶体熔融速率的影响 |
2.3.5 退火及紫外处理对聚乳酸断面形貌的影响 |
2.3.6 退火及紫外处理对聚乳酸力学性能的影响 |
2.4 本章小结 |
第3章 MWCNTs/PLA导电复合材料的制备和性能 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 原料及实验设备 |
3.2.2 样品制备 |
3.2.3 MWCNTs/PLA复合材料的退火处理 |
3.2.4 性能测试与表征 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 MWCNTs/PLA复合材料导电性能分析 |
3.3.2 MWCNTs/PLA复合材料晶体结构分析 |
3.3.3 MWCNTs/PLA复合材料结晶行为分析 |
3.3.4 MWCNTs/PLA复合材料晶体形貌分析 |
3.3.5 MWCNTs/PLA复合材料力学性能分析 |
3.4 本章小结 |
第4章 MWCNTs/TPU/PLA导电复合材料的制备与性能 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 原料及实验设备 |
4.2.2 样品制备 |
4.2.3 双逾渗结构的设计 |
4.2.4 性能测试与表征 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 MWCNTs/TPU/PLA复合材料导电性能分析 |
4.3.2 MWCNTs/TPU/PLA复合材料界面形貌分析 |
4.3.3 MWCNTs/TPU/PLA复合材料晶体形貌分析 |
4.3.4 MWCNTs/TPU/PLA复合材料晶体结构分析 |
4.3.5 MWCNTs/TPU/PLA复合材料结晶行为分析 |
4.3.6 MWCNTs/TPU/PLA复合材料力学性能分析 |
4.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
(8)交联聚乙烯复合绝缘热老化动力学特性及其寿命评估(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 交联聚乙烯绝缘加速老化 |
1.2.2 交联聚乙烯绝缘劣化特性 |
1.2.3 基于活化能的绝缘材料寿命评估方法 |
1.2.4 交联聚乙烯绝缘状态与寿命评估方法 |
1.3 本文主要研究工作 |
第2章 交联聚乙烯绝缘热老化微观特性 |
2.1 热老化实验方案设计 |
2.1.1 实验样品 |
2.1.2 老化平台与实验方案 |
2.2 热老化对交联聚乙烯微观形态的影响 |
2.2.1 扫描电子显微镜的测试原理与方法 |
2.2.2 测试结果与分析 |
2.3 热老化对交联聚乙烯化学结构的影响 |
2.3.1 傅里叶红外光谱测试原理与方法 |
2.3.2 测试结果与分析 |
2.4 热老化对交联聚乙烯结晶度的影响 |
2.4.1 差示扫描量热测量原理与方法 |
2.4.2 测量结果与分析 |
2.5 本章小结 |
第3章 交联聚乙烯绝缘热老化动力学特性 |
3.1 热老化对交联聚乙烯热重活化能的影响 |
3.1.1 热重活化能计算方法 |
3.1.2 热失重实验平台与方法 |
3.1.3 测试结果与分析 |
3.2 热老化对交联聚乙烯电导活化能的影响 |
3.2.1 电导活化能的计算与表征 |
3.2.2 直流电导率的测试方法与平台 |
3.2.3 测量结果与分析 |
3.3 本章小结 |
第4章 交联聚乙烯绝缘热老化电气特性 |
4.1 热老化对交联聚乙烯介电损耗的影响 |
4.1.1 介电损耗测试原理与方法 |
4.1.2 介电谱测试平台与方法 |
4.1.3 测试结果与分析 |
4.2 热老化对交联聚乙烯击穿场强的影响 |
4.2.1 击穿场强测试原理与方法 |
4.2.2 测试结果与分析 |
4.3 本章小结 |
第5章 基于活化能的交联聚乙烯电缆绝缘寿命评估 |
5.1 老化时间等效表征 |
5.1.1 温度加速因子 |
5.1.2 交联聚乙烯击穿电压与老化时间的关联规律 |
5.2 基于电导活化能的交联聚乙烯绝缘寿命评估 |
5.3 评估方法的应用 |
5.4 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
致谢 |
(9)硅氧功能化聚酰亚胺薄膜的改性制备与高频沿面放电特性(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 聚酰亚胺的种类与合成 |
1.2.2 聚酰亚胺的改性方式 |
1.2.3 硅氧功能化聚酰亚胺 |
1.2.4 高频电应力下聚合物的绝缘特性 |
1.3 有待解决的关键问题 |
1.4 本文主要研究内容 |
第2章 聚酰亚胺薄膜的制备工艺和理化特性表征 |
2.1 实验试剂与制备平台 |
2.1.1 实验试剂 |
2.1.2 制备平台 |
2.2 制备工艺优化 |
2.2.1 聚合物分子量的提升 |
2.2.2 杂质对成膜的影响及抑制措施 |
2.2.3 粒子分散与薄膜厚度的均匀性 |
2.3 理化特性表征方法 |
2.4 本章小结 |
第3章 聚酰亚胺薄膜的改性设计与性能测试 |
3.1 改性设计与方案 |
3.2 基本理化特性测试结果 |
3.3 本章小结 |
第4章 硅氧功能化聚酰亚胺薄膜高频沿面放电特性与影响机制 |
4.1 高频沿面放电实验平台 |
4.1.1 沿面放电测试系统 |
4.1.2 放电数据采集与处理 |
4.2 高频沿面放电特性 |
4.2.1 体击穿强度 |
4.2.2 沿面放电起始电压与瞬时闪络电压 |
4.2.3 长期电老化特性 |
4.3 改性对高频沿面放电特性的影响机制 |
4.3.1 高频沿面放电特性参量间的交互关联规律 |
4.3.2 理化特性对高频沿面放电特性的影响 |
4.4 本章小结 |
第5章 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
致谢 |
(10)木质短纤维/聚丙烯复合材料的力学性能与耐久性研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 木质短纤维增强聚合物复合材料概述 |
1.3 木质短纤维增强聚合物复合材料耐久性研究概况 |
1.4 纤维-聚合物界面表征方法研究进展 |
1.4.1 传统的纤维-聚合物界面表征方法 |
1.4.2 纤维-聚合物界面的现代表征技术 |
1.4.3 木质短纤维-聚合物界面表征方法 |
1.5 聚合物基复合材料的粘弹性与时-温叠加原理研究 |
1.5.1 聚合物基复合材料的粘弹性研究 |
1.5.2 聚合物基复合材料的时-温叠加原理研究 |
1.6 湿热作用下天然纤维-聚合物复合材料力学性能退化研究 |
1.6.1 聚合物基复合材料的吸湿机理 |
1.6.2 湿热环境对天然纤维复合材料力学性能的影响 |
1.7 论文的研究意义与研究内容 |
1.7.1 论文的研究意义 |
1.7.2 论文主要研究内容 |
第二章 木质短纤维/聚丙烯复合材料的制备与测试 |
2.1 木质短纤维/聚丙烯复合材料的制备 |
2.1.1 原料选择 |
2.1.2 木质短纤维/聚丙烯混合粒子的制备 |
2.1.3 木质短纤维/聚丙烯复合材料注塑成型 |
2.2 试验仪器与设备 |
2.3 木质短纤维/聚丙烯复合材料形态与结构表征 |
2.3.1 X射线衍射测试 |
2.3.2 木质短纤维/聚丙烯复合材料试样尺寸的测量 |
2.3.3 微观形貌SEM观察 |
2.4 木质短纤维/聚丙烯复合材料静态力学性能测试与表征 |
2.4.1 拉伸性能测试与表征 |
2.4.2 弯曲性能测试与表征 |
2.4.3 冲击性能测试与表征 |
2.5 木质短纤维/聚丙烯复合材料热稳定性与热力学性质表征 |
2.5.1 差示扫描量热法 |
2.5.2 热重分析 |
2.5.3 动态热机械分析 |
2.6 木质短纤维/聚丙烯复合材料的吸水试验 |
2.7 本章小结 |
第三章 木质短纤维/聚丙烯复合材料的力学性质与热稳定性研究 |
3.1 木质短纤维对聚丙烯结晶结构的影响 |
3.2 木质短纤维含量对复合材料力学行为的影响 |
3.2.1 木质短纤维含量与复合材料界面作用及拉伸性能的关系 |
3.2.2 木质短纤维含量对复合材料弯曲行为及破坏模式的影响 |
3.2.3 木质短纤维含量与复合材料韧性的关系 |
3.3 不同木质短纤维含量复合材料的热稳定性能研究 |
3.3.1 差示扫描量热分析 |
3.3.2 热重分析 |
3.3.3 动态热机械分析 |
3.4 本章小结 |
第四章 木质短纤维/聚丙烯复合材料的弯曲行为与耐久性 |
4.1 温度和弯曲应变率对木质短纤维/聚丙烯复合材料弯曲性能的影响 |
4.1.1 弯曲应变率的影响 |
4.1.2 温度的影响 |
4.2 时-温叠加原理在材料非线性粘弹区的应用 |
4.2.1 时-温等效原理对材料非线性粘弹区弯曲行为的适用性 |
4.2.2 时-温叠加原理对材料非线性粘弹区弯曲强度的适用性 |
4.2.3 储能模量主曲线的构建 |
4.3 Arrhenius活化能与材料耐久性的评估 |
4.4 本章小结 |
第五章 木质短纤维/聚丙烯复合材料的吸水和湿热老化行为 |
5.1 聚丙烯树脂和木质短纤维/聚丙烯复合材料吸水行为 |
5.1.1 材料的吸水过程描述 |
5.1.2 扩散速率的确定与吸水模型的构建 |
5.2 含水率对复合材料尺寸的影响 |
5.3 平衡含水率与复合材料力学性能的关系 |
5.3.1 平衡含水率对复合材料静态力学的影响 |
5.3.2 含水率对复合材料试样动态力学性能的影响 |
5.4 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 全文总结 |
6.2 主要创新点 |
6.3 不足与展望 |
参考文献 |
攻读博士期间的研究成果 |
致谢 |
四、复合材料老化方法研究进展(论文参考文献)
- [1]植物纤维增强复合材料的湿热老化研究进展[J]. 张显,蔡明,孙宝忠. 材料导报, 2022
- [2]等离子体氟化改性纳米TiO2填充环氧树脂的绝缘特性研究[D]. 吴琳. 西安理工大学, 2021(01)
- [3]影响温敏硬质聚氨酯泡沫材料性能的因素研究[D]. 吕小健. 青岛科技大学, 2021(01)
- [4]MWCNTs协同PLA改性PBS的结晶、力学及导电性能研究[D]. 张奇锋. 陕西理工大学, 2021(08)
- [5]膨胀型阻燃涂料的耐候性优化及抗老化性能研究[D]. 唐工凡. 西安建筑科技大学, 2021(01)
- [6]聚丙烯基绝缘及半导电屏蔽料力学与电学性能研究[D]. 杨俊. 哈尔滨理工大学, 2021(02)
- [7]MWCNTs/PLA导电复合材料的制备及性能研究[D]. 曹乐. 陕西理工大学, 2021(08)
- [8]交联聚乙烯复合绝缘热老化动力学特性及其寿命评估[D]. 彭鹏. 华北电力大学(北京), 2021(01)
- [9]硅氧功能化聚酰亚胺薄膜的改性制备与高频沿面放电特性[D]. 丁梓桉. 华北电力大学(北京), 2021
- [10]木质短纤维/聚丙烯复合材料的力学性能与耐久性研究[D]. 王伟. 东华大学, 2021(01)