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ERCP对胰腺分裂的诊断价值
优质期刊推荐连续纤维增强热塑性复合材料制备及其性能的研究--《华东理工大学》2012年博士论文
连续纤维增强热塑性复合材料制备及其性能的研究
【摘要】：与短纤维和长纤维增强热塑性复合材料相比,连续纤维增强热塑性复合材料具有更加优异的力学性能,能够作为结构材料使用；再加上轻质、耐腐蚀等优点,是一种能够有效替代钢材的材料。研究与开发新型的连续纤维增强热塑性复合材料是十分必要的,尤其是高性能热塑性树脂(如特种工程塑料)及新兴成型工艺(如拉挤、缠绕等)方向的开发与研究。
材料在使用过程不仅时刻承受着外加载荷,还需要面对不同环境的侵蚀,研究材料在这些因素作用下性能的变化规律,能够对材料的实际应用带来重要的指导作用。
本文利用聚丙烯薄层、短纤维增强聚丙烯薄层和长纤维增强聚丙烯薄层来提高连续玻璃纤维增强聚丙烯层压材料的层间剪切性能,结果表明层间剪切强度分别提高了11.5%,27.6%和38.6%,但是其弯曲性能的提高不是很显著。接着尝试先将纤维增强薄层在200℃下软化后进行插层,这样薄层就能嵌入编织物缝隙中。与未软化薄层相比,弯曲性能提高了39.0%和42.9%。
本文研究了连续玻璃纤维和玄武岩纤维增强聚苯硫醚复合材料在不同温度和外加载荷下的短期蠕变行为,随着温度和外加应力的增加,材料的蠕变应变逐渐增大。纤维质量分数为30%和40%时,复合材料的耐蠕变性能大致相当,纤维质量分数为50%的时候,层压复合材料的耐蠕变性能有比较显著的提升。通过时温叠加等处理,可以预测材料的长期蠕变行为。
利用自行设计的只具有单一加热成型模具的拉挤设备,通过两步法工艺成功制备了连续玻璃纤维增强聚丙烯拉挤棒材,通过工艺的优化选择,确定了最佳工艺参数：预热温度为160℃,成型温度为200℃,拉挤速度0.3m/min。接着,对拉挤棒材的温度适应性和在配制海水中的腐蚀行为进行了研究。
通过热处理,拉挤试样的弯曲强度和模量均可以提高7-8%。此外,拉挤试样经过高低温循环处理和冻融循环处理后,弯曲强度和短梁剪切强度都有所下降,但是幅度不大,说明该材料湿热稳定性较好。
常温和高温条件下的配制海水溶液在拉挤棒材试样中的扩散行为符合pseudo-F高压条件下该溶液在拉挤棒材试样中的扩散行为符合linear Fickian behaviour。25℃,50℃和5MPa条件下配制海水在材料中的扩散系数分别为5.52×10-6,1.89×10-5和3.03×10-4mm2/s。
随着浸泡时间的增加,复合材料的力学强度逐步降低。自制海水溶液主要是通过破坏纤维和树脂间的界面对材料进行腐蚀。利用聚丙烯熔体对试样进行封端处理,相同条件和时间下,拉挤棒材的吸水率下降,性能保留率有所提高。封端处理可以增加海水扩散的阻力,能够有效提高材料的耐久性。
以Arrhenius方程为基础,利用拉挤棒材在配制海水中的短期腐蚀行为对其服役寿命进行预测。结果显示,高温加速腐蚀和高压加速腐蚀的退化速度比常温常压时大了将近一个数量级。预测结果显示,该材料在本地环境下弯曲强度保留率到达50%大约需要5229天(14年)。
【关键词】：
【学位授予单位】：华东理工大学【学位级别】：博士【学位授予年份】：2012【分类号】：TB332【目录】：
摘要5-7Abstract7-12第1章 绪论12-26 1.1 引言12-13 1.2 增强纤维的种类13 1.3 连续纤维的浸渍工艺13-16
1.3.1 溶液浸渍13-14
1.3.2 熔融浸渍14
1.3.3 粉末浸渍14-15
1.3.4 混纤纱法15
1.3.5 反应浸渍15-16 1.4 连续纤维的增强形式16-20
1.4.1 连续纤维毡17
1.4.2 连续纤维编织物17-18
1.4.3 混纤纱及其编织物18-19
1.4.4 纤维预浸带及其编织物19-20 1.5 成型工艺20-23
1.5.1 模压成型20-21
1.5.2 拉挤成型21-23 1.6 本论文的选题意义23-24 1.7 本论文的主要研究内容24-26第2章 玻璃纤维增强聚丙烯预浸带编织物层压成型26-44 2.1 引言26-27 2.2 实验部分27-32
2.2.1 主要原料27-28
2.2.2 主要仪器与设备28
2.2.3 玻璃纤维增强聚丙烯的熔融浸渍28-29
2.2.4 各种辅料的制备29-30
2.2.5 预浸带编织物层压成型30-31
2.2.6 测试与表征31-32 2.3 结果与讨论32-42
2.3.1 浸渍效果的判断32-33
2.3.2 不同取样方向和层数的层压板材的性能33-37
2.3.3 添加不同薄层的层压板材的性能37-40
2.3.4 添加软化薄层的层压板材的性能40-42 2.4 本章小结42-44第3章 预浸带编织物层压复合材料的蠕变性能44-63 3.1 引言44-45 3.2 理论依据45-48
3.2.1 三点弯曲蠕变45
3.2.2 数学模型和经验公式45-48 3.3 实验部分48-51
3.3.1 主要原料48
3.3.2 主要仪器与设备48
3.3.3 预浸带的制备工艺48-50
3.3.4 预浸带编织物模压成型50
3.3.5 测试与表征50-51 3.4 结果与讨论51-61
3.4.1 中长期蠕变性能51-52
3.4.2 不同温度对短期蠕变性能的影响52-53
3.4.3 不同加载应力对短期蠕变性能的影响53-54
3.4.4 不同纤维质量分数和增强纤维对短期蠕变性能的影响54-56
3.4.5 时温叠加处理(Time-Temperature superposition,TTS)56-58
3.4.6 蠕变模型58-60
3.4.7 模拟预测与实际测量的对比60-61 3.5 本章小结61-63第4章 连续玻璃纤维增强聚丙烯预浸带拉挤棒材工艺及性能63-79 4.1 引言63-64 4.2 实验部分64-69
4.2.1 主要原料64-65
4.2.2 主要仪器与设备65
4.2.3 连续玻璃纤维增强聚丙烯的预浸带的制备65-66
4.2.4 拉挤装置的设计66-67
4.2.5 拉挤成型工艺67-68
4.2.6 测试与表征68-69 4.3 结果与讨论69-77
4.3.1 拉挤速度的影响69-72
4.3.2 成型温度的影响72-75
4.3.3 预热温度的影响75-77 4.4 本章小结77-79第5章 环境温度对连续玻璃纤维增强聚丙烯拉挤棒材性能的影响79-92 5.1 引言79-80 5.2 实验部分80-81
5.2.1 主要原料80
5.2.2 主要仪器与设备80
5.2.3 测试与表征80-81 5.3 结果与讨论81-90
5.3.1 耐高温性能81-83
5.3.2 耐低温性能83-84
5.3.3 热处理84-85
5.3.4 高低温循环85-87
5.3.5 冻融循环87-90 5.4 本章小结90-92第6章 连续玻璃纤维增强聚丙烯拉挤棒材在模拟海洋环境中的耐久性92-105 6.1 引言92-93 6.2 理论依据93-94
6.2.1 腐蚀机理93
6.2.2 溶液的扩散93-94 6.3 实验部分94-96
6.3.1 主要原料94-95
6.3.2 主要仪器与设备95
6.3.3 海水溶液的配制95
6.3.4 深海环境模拟95
6.3.5 测试与表征95-96 6.4 结果与讨论96-103
6.4.1 拉挤棒材在配制海水环境中的短期吸水行为96-97
6.4.2 配制海水在复合材料内的扩散系数97
6.4.3 配制海水环境对拉挤棒材的腐蚀行为97-100
6.4.4 服役寿命预测100-103 6.5 本章小结103-105第7章 结论及展望105-108 7.1 本论文主要结论105-106 7.2 需进一步开展的工作106-108参考文献108-115博士在读期间发表论文及申请专利115-116致谢116
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