表面处理工艺对碳纤维复合材料的ILSS及界面形貌的影响 被引量：13

1

作者 陈秋飞 戴慧平 +3 位作者 郭鹏宗 连峰 刘栋 吴浩 《玻璃钢／复合材料》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期60-64,22,共6页

考查了不同表面处理工艺对碳纤维复合材料层间剪切强度及层面、断面形貌的影响。通过材料实验机测得碳纤维及其复合材料的拉伸强度和层间剪切强度,并通过扫描电镜分析评价不同电导率对复合材料ILSS的影响。结果表明,12ms/cm是表面处理... 考查了不同表面处理工艺对碳纤维复合材料层间剪切强度及层面、断面形貌的影响。通过材料实验机测得碳纤维及其复合材料的拉伸强度和层间剪切强度,并通过扫描电镜分析评价不同电导率对复合材料ILSS的影响。结果表明,12ms/cm是表面处理工艺中电导率的较优选择;碳纤维的层间剪切强度随电量的变化符合"层进式物化双效模型";制备高层间剪切强度碳纤维和复合材料时,较优的电解质是NaOH,较优的电解液浓度为2%,较优的电量为10C/g;本工艺条件下制得的SYT49碳纤维层面形貌与东丽T700G碳纤维相似。 展开更多

关键词 表面处理 电导率 拉伸强度 层间剪切强度 界面形貌 碳纤维 复合材料

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聚丙烯腈纤维预氧化前处理研究进展 被引量：5

2

作者 郭鹏宗 白玉俊 《合成技术及应用》 2007年第3期38-42,共5页

综述了前人在聚丙烯腈原丝预氧化前处理方面的研究成果,介绍了前处理的作用机理及作用效果。研究发现,聚丙烯腈原丝的改性处理可显著提高纤维的结构和性能,并影响原丝在预氧化过程中的热力学和动力学,进而影响最终碳纤维的质量。

关键词 聚丙烯腈原丝 改性 碳纤维 结构 性能

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化学吸收法处理PAN纤维预氧化含氰废气 被引量：6

3

作者 席玉松 郭鹏宗 +2 位作者 张国良 张家好 李艳华 《合成纤维工业》 CAS 北大核心 2014年第1期1-4,共4页

在工业化聚丙烯腈(PAN)基碳纤维的连续生产线上,研究了化学吸收法处理预氧化阶段含氰(HCN)废气的治理工艺;比较了不同吸收剂氢氧化钠(NaOH)、次氯酸钠(NaClO)、过氧化氢(H2O2)的投料量、处理时间对废气处理效果的影响。结果表明:采用NaO... 在工业化聚丙烯腈(PAN)基碳纤维的连续生产线上,研究了化学吸收法处理预氧化阶段含氰(HCN)废气的治理工艺;比较了不同吸收剂氢氧化钠(NaOH)、次氯酸钠(NaClO)、过氧化氢(H2O2)的投料量、处理时间对废气处理效果的影响。结果表明:采用NaOH作为吸收剂,每级喷淋吸收塔的吸收效率约90%;以NaClO溶液作为吸收剂,吸收时间较长;以H2O2作为吸收剂,工艺简单,处理效果较好,当喷淋吸收塔为两级方式,H2O2投料量为60 kg/h时,处理后的废气中HCN浓度低于1.9 mg/m3,符合国家废气排放标准。 展开更多

关键词 聚丙烯腈纤维 预氧化 含氰废气 吸收法

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预浸料层间增韧粒子微结构缺陷控制对CFRP抗冲击性能的影响

4

作者 郭鹏宗 刘凡 +2 位作者 祝林清 蔡伟东 陈秋飞 《高科技纤维与应用》 CAS 2024年第3期68-74,共7页

本研究聚焦国产T800级碳纤维预浸料层间增韧设计,对比实验室自制热塑增韧粒子和市售热塑增韧粒子的层间微观形貌、粒子尺寸等,比较了两款性能不同粒子增韧层合板的力学性能。本文创新性提出层间粒子微结构缺陷定量化策略,并探讨了层间... 本研究聚焦国产T800级碳纤维预浸料层间增韧设计,对比实验室自制热塑增韧粒子和市售热塑增韧粒子的层间微观形貌、粒子尺寸等,比较了两款性能不同粒子增韧层合板的力学性能。本文创新性提出层间粒子微结构缺陷定量化策略,并探讨了层间粒子微结构缺陷密度对CFRP抗冲击性能的影响机理。 展开更多

关键词 碳纤维/环氧复合材料 层间增韧 微结构 缺陷控制

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KMnO_4改性对聚丙烯腈原丝结构和性能的影响 被引量：3

5

作者 郭鹏宗 白玉俊 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第11期1800-1801,1805,共3页

用KMnO4对聚丙烯腈原丝进行化学改性处理,并通过傅立叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪、示差扫描量热仪等测试手段研究了改性前后原丝的反应动力学,热性能,化学结构以及晶体结构的变化。结果表明,聚丙烯腈原丝经KMnO4改性处理后,环化反应... 用KMnO4对聚丙烯腈原丝进行化学改性处理,并通过傅立叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪、示差扫描量热仪等测试手段研究了改性前后原丝的反应动力学,热性能,化学结构以及晶体结构的变化。结果表明,聚丙烯腈原丝经KMnO4改性处理后,环化反应所需的激活能降低,使原丝能在比较低的温度下开始环化反应,同时环化反应的放热量也有所增加;由于KMnO4的催化作用,使得改性处理后的PAN原丝形成了—CC—共轭结构;经KMnO4改性后原丝的晶体尺寸有所减小,这样有利于预氧化阶段氧的扩散,促进预氧化阶段的结构转变。 展开更多

关键词 聚丙烯腈原丝 KMnO4改性 结构和性能

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酚酞型聚芳醚酮改性PPS/CF复合材料的制备与性能研究

6

作者 赵乐 王潇 +3 位作者 葛立立 刘勇 张辉 郭鹏宗 《塑料科技》 CAS 北大核心 2023年第1期56-60,共5页

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。... 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。 展开更多

关键词 酚酞型聚芳醚酮 层间剪切强度 PPS/CF复合材料

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PAN原丝成形工艺与碳纤维晶体结构和性能的关联性研究 被引量：4

7

作者 连峰 刘栋 +2 位作者 陈秋飞 郭鹏宗 林康 《高科技纤维与应用》 CAS 2015年第3期40-44 70,70,共6页

采用广角X射线衍射方法对不同成形工艺的PAN原丝与碳纤维晶体结构和性能的关联性进行了实验和分析。研究表明:PAN原丝的晶体结构与凝固浴成形和纺丝牵伸工艺有直接关联性,由干喷湿纺成形和高倍纺丝牵伸制备的原丝具有晶粒尺寸较大、晶... 采用广角X射线衍射方法对不同成形工艺的PAN原丝与碳纤维晶体结构和性能的关联性进行了实验和分析。研究表明:PAN原丝的晶体结构与凝固浴成形和纺丝牵伸工艺有直接关联性,由干喷湿纺成形和高倍纺丝牵伸制备的原丝具有晶粒尺寸较大、晶面间距较小和结晶度较高的特点。干喷湿纺成形工艺制备的原丝在碳化过程中石墨晶体的生长速率大于湿法纺丝,且原丝的PAN准晶体结构对碳纤维乱层石墨晶体结构具有遗传型。干喷湿纺成形和高倍数纺丝牵伸更容易获得兼具较高拉伸强度和较高拉伸模量的碳纤维。 展开更多

关键词 聚丙烯腈原丝 碳纤维 成形工艺 晶体结构 性能 关联性

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国产T800级碳纤维复丝拉伸强度测量不确定度的评定 被引量：2

8

作者 刘高君 葛国杰 +2 位作者 郭鹏宗 王芬 刘亮 《高科技纤维与应用》 CAS 2022年第1期53-56,共4页

依据GB/T 3362—2017《碳纤维复丝拉伸性能试验方法》和JJF1059.1—2012《测量不确定度评定与表示》的要求,以国产T800级碳纤维复丝为试样,对其拉伸强度测量不确定度进行了评定。结果表明:国产T800级碳纤维拉伸强度的扩展不确定度结果为... 依据GB/T 3362—2017《碳纤维复丝拉伸性能试验方法》和JJF1059.1—2012《测量不确定度评定与表示》的要求,以国产T800级碳纤维复丝为试样,对其拉伸强度测量不确定度进行了评定。结果表明:国产T800级碳纤维拉伸强度的扩展不确定度结果为(5923±228)MPa,主要来源为线密度计算和测量结果重复性;可通过采用合适的测量设备,规范化试样的制样过程,固化测试过程中样条的放置,选择熟练的测试人员进行制样和测量等方法确保测量的稳定性。 展开更多

关键词 碳纤维 拉伸强度 测量不确定度 线密度 体密度

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上浆剂类型对碳纤维/乙烯基酯树脂复合材料性能影响 被引量：2

9

作者 欧阳新峰 李红龙 +3 位作者 李果 孙旭涛 郭鹏宗 黄优优 《高科技纤维与应用》 CAS 2018年第3期46-50,共5页

本文研究了乙烯基酯树脂固化工艺,并根据固化工艺制备出不同上浆剂的碳纤维/乙烯基酯树脂复合材料,并对复合材料进行了力学性能和热稳定性能测试,结果表明水性聚氨酯上浆剂碳纤维较水性环氧上浆剂碳纤维制备的碳纤维/乙烯基酯树脂复合... 本文研究了乙烯基酯树脂固化工艺,并根据固化工艺制备出不同上浆剂的碳纤维/乙烯基酯树脂复合材料,并对复合材料进行了力学性能和热稳定性能测试,结果表明水性聚氨酯上浆剂碳纤维较水性环氧上浆剂碳纤维制备的碳纤维/乙烯基酯树脂复合材料拉伸强度提升了16%,弯曲强度提高10%,层间剪切强度提高19%,并采用扫描电镜(SEM)分析了两种上浆剂碳纤维制备的碳纤维/乙烯基酯树脂复合材料的层间剪切断面的表面形态,发现聚氨酯上浆剂的碳纤维能够与乙烯基酯树脂有更好的界面结合性能。 展开更多

关键词 乙烯基酯树脂 碳纤维 复合材料 上浆剂

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张力对PAN预氧化纤维结构和性能的影响 被引量：1

10

作者 陈秋飞 郭鹏宗 +5 位作者 陈晓 谌亚天 张辉 马博谋 王学利 刘勇 《高科技纤维与应用》 CAS 2022年第6期33-38,共6页

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... 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。 展开更多

关键词 聚丙烯腈基碳纤维 预氧化 负载张力 微观结构 力学性能

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民机材料过程控制在碳纤维产业中的应用进展

11

作者 陈秋飞 郭鹏宗 +2 位作者 张建峰 韩兴荣 翟雪枚 《高科技纤维与应用》 CAS 2022年第5期25-30,共6页

材料满足适航要求是其应用于民用飞机的前提,材料供应商需要按照适航的基本原则,建立过程控制体系(PCD),保证材料的质量稳定性和一致性,始终保持航空原材料的高可靠性。本文从PCD的具体要求、国内外PCD的应用进展等方面对民机复合材料的... 材料满足适航要求是其应用于民用飞机的前提,材料供应商需要按照适航的基本原则,建立过程控制体系(PCD),保证材料的质量稳定性和一致性,始终保持航空原材料的高可靠性。本文从PCD的具体要求、国内外PCD的应用进展等方面对民机复合材料的PCD进行了详细介绍。 展开更多

关键词 适航 过程控制 PCD 不合格 通用要求

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预氧丝皮芯结构的形成及其对碳纤维强度影响的研究 被引量：1

12

作者 张国良 郭鹏宗 +2 位作者 李怀京 席玉松 李艳华 《合成纤维》 CAS 2010年第12期30-33,共4页

通过分析原丝的热力学性能和机械性能,研究了预氧丝皮芯结构形成的因素,了解了预氧丝皮芯结构和预氧丝密度与碳纤维拉伸强度之间的关系。

关键词 聚丙烯腈原丝 皮芯结构 预氧丝 拉伸强度 碳纤维

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异形微型碳纤维复合材料对混凝土力学性能的影响 被引量：1

13

作者 戴慧平 陈秋飞 +4 位作者 郭鹏宗 吴浩 周梦超 李果 张立成 《玻璃钢／复合材料》 CSCD 北大核心 2017年第10期17-22,共6页

通过轴心拉伸试验考察了棒状、片状(宽、窄)、波浪形这几种异形微型聚丙烯腈(PAN)基碳纤维复合材料对混凝土力学性能的影响。实验表明:碳纤维复合材料的加入可以有效、较大程度地提高混凝土的抗拉强度、强度和抗折强度。其中,与基准混... 通过轴心拉伸试验考察了棒状、片状(宽、窄)、波浪形这几种异形微型聚丙烯腈(PAN)基碳纤维复合材料对混凝土力学性能的影响。实验表明:碳纤维复合材料的加入可以有效、较大程度地提高混凝土的抗拉强度、强度和抗折强度。其中,与基准混凝土相比,异形微型碳纤维增强混凝土的抗拉强度最大可提高64%;增强混凝土的标号最大可从C40~C45级增加为C60级;随着复合材料比表面积和的增加,增强混凝土的强度和抗折强度最大可分别提高45.6%和50.6%;此外,在相同尺寸及比表面积下,波浪形碳纤维混凝土比片状碳纤维混凝土更难被折断。以上均证明PAN基碳纤维复合材料对混凝土有较好的增韧作用。 展开更多

关键词 异形微型 碳纤维 复合材料 混凝土 力学性能

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碳纤维原丝废油剂的不同处理工艺探讨

14

作者 孙海超 王磊 +2 位作者 陈秋飞 郭鹏宗 刘栋 《高科技纤维与应用》 CAS 2018年第6期40-44,共5页

采用絮凝、芬顿氧化、氧化-絮凝耦合三种方法对原丝上油工段产生的废油剂进行处理,并对油水分离及降低COD的效果进行评价和对比,拟定适用于原丝废油剂处理的工艺流程。结果表明,絮凝法仅能够初步实现废油剂的油水分离,降低COD的效果不明... 采用絮凝、芬顿氧化、氧化-絮凝耦合三种方法对原丝上油工段产生的废油剂进行处理,并对油水分离及降低COD的效果进行评价和对比,拟定适用于原丝废油剂处理的工艺流程。结果表明,絮凝法仅能够初步实现废油剂的油水分离,降低COD的效果不明显;芬顿氧化可使废油剂COD降低80%,但油水分离效果不及絮凝法;芬顿氧化-絮凝耦合可将废油剂COD降低85%,油水分离效果明显。说明芬顿氧化-絮凝耦合可同时发挥二者优点,能够更有效降低废油剂的COD。 展开更多

关键词 废油剂 絮凝 芬顿氧化 耦合

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干喷湿纺聚丙烯腈原丝的预氧化和碳化工艺

15

作者 林康 郭鹏宗 +2 位作者 张家好 陈秋飞 连峰 《合成纤维》 CAS 2014年第9期21-23,36,共4页

分析了预氧化时间、温度对预氧丝密度的影响,研究了预氧丝密度和牵伸率以及张力、碳化升温速率与碳纤维抗拉强度之间的关系。试验结果证明:延长预氧化时间和提高预氧化温度,预氧丝密度提高;当预氧丝密度为1.355 g/cm3时,得到的碳纤维的... 分析了预氧化时间、温度对预氧丝密度的影响,研究了预氧丝密度和牵伸率以及张力、碳化升温速率与碳纤维抗拉强度之间的关系。试验结果证明:延长预氧化时间和提高预氧化温度,预氧丝密度提高;当预氧丝密度为1.355 g/cm3时,得到的碳纤维的强度最高;当预氧化牵伸率为0.93%时,对应的碳纤维强度为4.84 GPa;在300℃/min低温碳化升温速率和1000℃/min高温碳化升温速率下,可以得到高性能碳纤维。 展开更多

关键词 聚丙烯腈原丝 干喷湿纺 预氧化 碳化 拉伸强度

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PAN原丝在不同结构预氧化炉的预氧化过程研究

16

作者 林康 刘增昕 +4 位作者 孙旭涛 陈秋飞 郭鹏宗 连峰 黄兴 《高科技纤维与应用》 CAS 2015年第4期57-60,共4页

从碳纤维性能一致化的角度,采用SYT49和SYT55两个级别的原丝对不同结构预氧化炉的预氧化效率和均匀性进行了对比分析。结果表明,较大的风速(≥2 m/s)有助于提高预氧化效率,实现预氧化程度的均匀性以及碳纤维性能的一致性,使最终碳纤维... 从碳纤维性能一致化的角度,采用SYT49和SYT55两个级别的原丝对不同结构预氧化炉的预氧化效率和均匀性进行了对比分析。结果表明,较大的风速(≥2 m/s)有助于提高预氧化效率,实现预氧化程度的均匀性以及碳纤维性能的一致性,使最终碳纤维的力学性能得以显著提升。 展开更多

关键词 预氧化炉 热传递 预氧化 碳纤维 力学性能

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一种表征聚丙烯腈纤维预氧化程度的新方法

17

作者 张国良 李艳华 +1 位作者 郭鹏宗 陈秋飞 《高科技纤维与应用》 CAS 2013年第4期11-14,20,共5页

在工业化连续碳纤维生产线上,对干喷湿纺和湿纺的聚丙烯腈(PAN)原丝进行对比实验,跟踪了这两类原丝在预氧化和碳化过程中力学性能的变化规律。采用密度仪、纤维单丝断裂强力仪等测试分析了不同预氧化条件下预氧化纤维的力学性能与相应... 在工业化连续碳纤维生产线上,对干喷湿纺和湿纺的聚丙烯腈(PAN)原丝进行对比实验,跟踪了这两类原丝在预氧化和碳化过程中力学性能的变化规律。采用密度仪、纤维单丝断裂强力仪等测试分析了不同预氧化条件下预氧化纤维的力学性能与相应碳纤维力学性能之间的内在联系。结果表明,碳纤维的力学性能与预氧化纤维的断裂强力密切相关。通过与不同的预氧化程度表征方法相比较,提出了以预氧化纤维的强力损失率作为表征PAN纤维预氧化程度的新方法。 展开更多

关键词 聚丙烯腈原丝 干喷湿纺 湿纺 预氧化纤维 强力损失率 预氧化程度 表征 新方法

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