张辉
- 作品数：22 被引量：50H指数：4
- 供职机构：东华大学材料科学与工程学院纤维材料改性国家重点实验室更多>>
- 发文基金：上海市“科技创新行动计划”中央高校基本科研业务费专项资金国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：一般工业技术化学工程航空宇航科学技术轻工技术与工程更多>>
- 酚酞型聚芳醚酮改性PPS/CF复合材料的制备与性能研究
- 2023年
- 采用不同浓度的酚酞型聚芳醚酮(PEK-C)溶液对碳纤维(CF)进行表面处理,并制备了碳纤维增强聚苯硫醚(PPS/CF)复合材料。结果表明:与去浆后CF(CF-A)相比,浓度0.50%的PEK-C溶液处理的CF表面O/C比提升约49.2%,且C—O键和C=O键占比明显提升。说明PEK-C溶液处理可以有效增加CF表面含氧官能团的数量,且在该条件下复合材料的界面性能和弯曲性能大幅提升,相较于未经PEK-C改性的PPS/CF复合材料,0.50%的PEK-C溶液改性后的PPS/CF复合材料层间剪切强度由23.81 MPa提高至38.45 MPa,弯曲强度由709 MPa提高至839 MPa。
- 赵乐王潇葛立立刘勇张辉郭鹏宗
- 关键词：层间剪切强度
- 聚醚砜多孔纤维网纱层间增韧碳纤维/环氧复合材料的性能
- 2024年
- 先用湿法纺丝制备聚醚砜(PES)多孔纤维并进行湿法抄造制备出四种不同面密度的PES多孔纤维网纱(PESV),用真空辅助树脂灌注成型(VARI)制备出聚醚砜多孔纤维网纱层间增韧碳纤维/环氧复合材料。研究了PES多孔纤维在环氧树脂的溶解行为以及复合材料的Ⅰ型层间断裂韧性(G_(IC))和Ⅱ型层间断裂韧性(G_(ⅡC))、层间剪切强度和弯曲性能,并分析了复合材料层间断裂的微观形貌。结果表明,固化温度为180℃时,PES多孔纤维完全溶解在环氧树脂中;PESV面密度为31.6 g/m^(2)时CF/EP复合材料的G_(IC)和G_(ⅡC)最佳,分别提高了54.4%和62.2%。其原因是,PES多孔纤维在环氧树脂中溶解后相分离形成了PES/环氧树脂的两相结构,改善了层间韧性;PESV面密度为21.9 g/m^(2)时,复合材料的层间剪切强度、弯曲强度和弯曲模量也分别提高了2.9%、4.0%和7.7%。
- 李朝阳薛怿阳泽濠赵庆志彭砚双刘勇杨建平张辉
- 关键词：复合材料层间增韧碳纤维聚醚砜
- 纳米纤维素晶体改性聚乳酸的制备及性能研究被引量：7
- 2019年
- 采用溶液浇注法制备了纳米纤维素晶体(NCC)/聚乳酸(PLA)纳米复合材料,系统研究了NCC对PLA结晶性能、力学性能以及耐热性能的影响。采用傅立叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、差示扫描量热法(DSC)、热失重分析、扫描电子显微镜(SEM)和力学性能测试等手段对复合材料进行了结构表征和性能测试。结果表明,NCC能够促进PLA成核,提高其结晶度;NCC作为增强材料,能够提高聚乳酸的拉伸强度。当NCC的添加量为2%时,复合材料的结晶度高达33.86%,与纯PLA相比,提高了18.1%;其拉伸强度高达53.99 MPa,比纯PLA提高了34.57%,但断裂伸长率稍有下降。此外,添加NCC到PLA中会使材料的热稳定性稍有下降。
- 王凯丽陆建晓杨可欣孙川越杨赟凡凡刘百花张辉张辉余木火
- 关键词：聚乳酸纳米纤维素力学性能
- 基于VARTM的碳纤维单向与三维编织混杂织物树脂灌注工艺
- 2024年
- 为探究碳纤维单向与三维编织混杂增强环氧树脂基复合材料地铁转向架侧梁的树脂灌注成型工艺,首先基于渗透率理论模型采用非饱和径向流法分别测试得到碳纤维单向与三维编织织物的渗透率。通过数值模拟的方法对典型复合材料方形管结构进行缩比建模与网格划分,并利用PAM-RTM软件对树脂灌注成型过程进行仿真分析,预测了制备复合材料方管所需的灌注时间、灌注压力以及树脂流动过程缺陷的产生。最后根据模拟的灌注方案通过真空辅助树脂传递模塑(VARTM)成型工艺制备了碳纤维单向和三维编织混杂织物增强环氧树脂复合材料方管结构件。结果表明,通过PAM-RTM模拟VARTM工艺制备复合材料方管时树脂的流动,预测得到灌注时间为3897 s,VARTM工艺实际制备复合材料方管的灌注时间为4052 s,误差约为3.8%,在合理误差范围内。方管内部灌注压力随着与注胶口距离的增加而逐渐减小。模拟与实验的误差可能是由于实际铺层和灌注过程中树脂流动引起织物的剪切变形以及真空度的差异导致渗透性能产生变化。仿真模拟和实际制备复合材料方管均无明显缺陷产生,证明径向法织物渗透率的理论模型计算测试和仿真结果具有可靠性。
- 户迎灿张联合崔健谢金路王晓明任浩张健榜查一斌秦成张辉倪宇峰
- 关键词：碳纤维复合材料
- 聚醚砜/碳纳米管对环氧树脂的协同增韧被引量：1
- 2021年
- 通过同时添加少量聚醚砜(PESU)及碳纳米管(CNTs)对环氧树脂(EP)进行增强增韧改性。首先采用热溶法使PESU完全溶解在EP中,再利用三辊研磨机的机械剪切作用帮助CNTs分散在EP/PESU体系中,制得EP/PESU/CNTs复合材料浇铸体试样。结果表明,CNTs和PESU的加入,在没有牺牲EP热性能的情况下,试样的断裂韧性、缺口冲击强度、弯曲强度、储能模量得到提高;同时其拉伸强度未受到不利影响。当PESU含量为10份,CNTs含量为0.15份时,试样的断裂韧性和缺口冲击强度达到最大值,分别为5.29 MPa·m1/2和212 J/m,相比纯EP提升49.4%和81.2%;CNTs含量为0.1份时,试样弯曲强度达到最大值216 MPa,相比纯EP提升24.1%。通过扫描电子显微镜分析发现,PESU相分离形成的热塑性微球和CNTs在微米和纳米两个尺度上对EP起到了协同增韧的作用。
- 黄壮阳泽濠施燕华蔡超迁刘勇张辉
- 关键词：聚醚砜碳纳米管环氧树脂协同增韧
- 高温热还原石墨烯气凝胶/环氧树脂电磁屏蔽复合材料被引量：4
- 2022年
- 以氧化石墨烯(GO)水分散液为原料采用简单的一步水热还原法制备了石墨烯水凝胶,通过定向冷冻和常规冷冻两种冷冻方法,冷冻干燥后制得了两种不同结构的石墨烯气凝胶,在不同温度下进行热退火处理,采用真空辅助浸渍回填法制备了不同结构热退火石墨烯气凝胶/环氧树脂复合材料。研究结果表明,在石墨烯含量仅为0.16%(质量分数)下,1600℃热处理各向异性石墨烯气凝胶/环氧树脂(TAGA/EP)复合材料径向上的EMI SE达到32 dB,可应用于工业或商业用电子产品。同时,三维石墨烯骨架的引入,复合材料的压缩强度和储能模量均比纯环氧树脂有较大的提高。该研究为具有高效电磁屏蔽效能的树脂基复合材料的制备提供了一种简便、绿色可行的方案。
- 张伊帆陆承志杨雪勤唐滋成刘勇张辉
- 关键词：环氧树脂热退火电磁屏蔽复合材料
- 张力对PAN预氧化纤维结构和性能的影响被引量：1
- 2022年
- 在预氧化过程中通过施加不同张力制备了四组PAN预氧化纤维,并利用单纤维强力测试仪、元素分析仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜等对PAN基碳纤维原丝及预氧化纤维的力学性能、微观结构和表面形貌进行了研究。结果表明,热处理过程中负载张力的增加会引起预氧化纤维表面形貌发生明显变化,预氧化纤维表面整体更加光滑,其(002)晶面的晶粒尺寸变大,微晶择优取向程度增加,预氧化纤维中C元素含量逐渐降低,O元素含量逐渐增加,预氧化纤维的拉伸强度、拉伸模量、断裂伸长率都呈现逐渐降低的趋势。
- 陈秋飞郭鹏宗陈晓谌亚天张辉马博谋王学利刘勇
- 关键词：聚丙烯腈基碳纤维预氧化微观结构力学性能
- 风电叶片用碳/玻层内混杂VARI成型复合材料结构与性能研究被引量：2
- 2022年
- 采用真空辅助树脂灌注成型(VARI)工艺制备碳纤维/玻璃纤维(碳/玻)层内混杂织物的复合材料层合板,系统研究了不同混杂比的层内混杂复合材料的结构与性能。结果表明,随着碳纤维含量的增加,碳/玻层内混杂复合材料的0°拉伸强度逐渐增加而90°拉伸强度稍有下降;0°压缩强度和压缩模量均有上升;弯曲强度稍有降低而弯曲模量逐渐升高;层内剪切强度几乎维持不变;混杂复合材料的储能模量在混杂比达到1∶1时最高,随碳纤维含量继续增加而下降,碳纤维含量的提高也使混杂复合材料的内耗峰明显下降,界面阻尼降低;扫描电子显微镜观察复合材料90°拉伸断裂截面发现,不同混杂比的层内混杂复合材料中环氧树脂对纤维浸润充分,几乎没有观察到纤维拔出与基体的气孔缺陷。
- 肖远航陆承志王国军陈亚飞赵大文阳泽濠刘勇张辉
- 关键词：风电叶片湿热老化力学性能
- 双环戊二烯单体预聚增粘及其碳纤维增强复合材料性能评价
- 2024年
- 聚双环戊二烯(PDCPD)作为一种综合性能优异的热固性树脂,可与连续碳纤维进行复合,应用在工程领域上,以满足轻量化和节能环保需求。本文首先通过调节双环戊二烯单体(DCPD)与Grubbs 2代催化剂的质量比使其只聚合不交联,调节黏度以满足真空辅助灌注成型(VARI)工艺对树脂特性的要求。随后对碳纤维表面进行丙酮去浆处理,再与上述加入足量催化剂的预聚物进行复合。对比PDCPD复合材料与通用型环氧树脂复合材料的拉伸、弯曲、V型缺口剪切、层间Ⅰ型以及Ⅱ型断裂韧性、冲击和热力学性能,研究PDCPD复合材料在不同加载模式下的失效机制,探寻其在工程领域应用的关键点和方向。结果表明,去浆后碳纤维与PDCPD界面结合良好,PDCPD复合材料在强度上与环氧树脂相当,在抵抗变形能力上较弱,但是在遭受高于极限强度的载荷后,仍然具有一定程度的承载能力;从层间断裂韧性来看,PDCPD复合材料Ⅰ型断裂韧性和Ⅱ型断裂韧性分别相当于环氧树脂复合材料的406%和250%,具有优异的抵抗分层能力;对比两种复合材料抗冲击性能,3.2 mm的PDCPD复合材料层合板在40 J能量的冲击下,表面产生层合板勉强可见冲击损伤(BVID),背面无明显纤维破裂现象,剩余冲击压缩强度比环氧树脂复合材料高34.7%。
- 程超张晨宇裴志磊陈正国周飞周飞周金利张辉孙泽玉
- 关键词：聚双环戊二烯树脂基复合材料层间断裂韧性
- 酚酞基聚芳醚酮/环氧树脂共混体系流变性能及固化反应动力学的研究被引量：5
- 2019年
- 利用酚酞基聚芳醚酮(PEK-C)对环氧树脂进行了增韧改性,系统研究了不同PEK-C含量的PEK-C/E51/E100共混体系的流变性能,采用DSC分析了在不同升温速率下不同PEK-C含量对共混体系固化反应的影响,并详细计算了各共混体系固化反应的表观活化能和固化反应级数。结果表明,PEK-C的引入缩短了共混体系的凝胶时间,这可能与PEK-C中的羟基对环氧树脂的固化具有促进作用有关;同时,PEK-C的加入并不影响环氧树脂的固化机理。
- 周帅程超孙泽玉孙泽玉余木火
- 关键词：环氧树脂流变性能固化反应动力学
