【摘 要】
：
聚酰亚胺（PI）纤维具有优异的力学、热学、介电以及耐环境等性能特点,在航空航天、防弹装备以及阻燃隔热等领域有着巨大的应用潜力。在长期服役期间,PI纤维会在载荷的作用下发生蠕变变形,甚至断裂,因此研究PI纤维的蠕变行为是必要的。本文首先通过一系列恒温定载蠕变实验对PI纤维的蠕变行为进行了研究;随后通过时间-温度叠加原理以及阶梯等温法对其长期蠕变行为进行了加速表征,得到PI纤维的长期蠕变行为曲线以及蠕
论文部分内容阅读
聚酰亚胺（PI）纤维具有优异的力学、热学、介电以及耐环境等性能特点,在航空航天、防弹装备以及阻燃隔热等领域有着巨大的应用潜力。在长期服役期间,PI纤维会在载荷的作用下发生蠕变变形,甚至断裂,因此研究PI纤维的蠕变行为是必要的。本文首先通过一系列恒温定载蠕变实验对PI纤维的蠕变行为进行了研究;随后通过时间-温度叠加原理以及阶梯等温法对其长期蠕变行为进行了加速表征,得到PI纤维的长期蠕变行为曲线以及蠕变断裂预测曲线;最后研究了不同后处理条件对PI纤维力学性能以及蠕变行为的影响。本课题主要研究内容及结果如下:（1）研究了PI纤维的热分解以及高温下力学性能,结果表明PI纤维具有较好的耐热分解性能和高温力学性能,在350℃时其断裂强度和模量仍可以达到1.55 GPa和27.74 GPa。通过对比不同线密度、载荷加载速率以及预加张力等条件对PI纤维蠕变行为的影响,完善了PI纤维蠕变行为测试方法。利用完善后的蠕变测试方法对PI纤维的短期和长期蠕变行为进行测试,结果表明在实验条件下PI纤维的蠕变行为表现为时间的对数函数,且呈非线性特点。PI纤维的室温长期蠕变曲线表明,纤维在经历约30 h后进入稳态蠕变阶段。使用几种常用的蠕变模型对PI纤维蠕变数据进行拟合,结果表明非线性蠕变模型Findley模型和Norton-Bailey模型可以实现较好的拟合效果。（2）研究了时间-温度叠加原理以及阶梯等温法两种方法对PI纤维长期蠕变行为的加速表征,以及基于蠕变悬挂实验和阶梯等温法对蠕变断裂时间的预测。结果表明:TTSP可以得到室温下较为平滑的蠕变主曲线,而且与实测的长期蠕变数据有较好的相符性。利用Arrhenius方程计算纤维的蠕变活化能,结果显示提高应力会提高PI纤维的蠕变活化能,即提高了其蠕变运动的阻力。出现这种现象的原因可能是应变的增加进一步提高了PI纤维的取向度。另外随着应力水平的增加,得到的蠕变活化能更接近次级转变的活化能,表明PI纤维的蠕变行为还可能与其次级转变存在联系。阶梯等温法在高蠕变应力水平可以得到与长期蠕变曲线相符性较好的蠕变主曲线,但是在中蠕变应力水平下二者相符性较差。通过阶梯等温法预测得到的PI纤维的蠕变断裂时间,与基于蠕变悬挂试验数据预测得到的PI纤维的蠕变断裂时间相比,发现阶梯等温法对PI纤维的蠕变断裂寿命的预测更为保守,在68.2%ABL的负载水平下其预测的断裂时间为19年。（3）研究了PI纤维在经过不同热处理后力学性能以及粘弹性行为的变化,结果表明:在280℃～360℃无张力处理10 min后PI纤维的拉伸强度和模量均随温度升高先增加后减小,并且其非线性行为得到较大改善。在340℃无张力处理不同时间后PI纤维的拉伸强度和模量均随处理时间增加而增加,线性行为表现更为明显,但超过40 min后变化较小。在340℃下施加不同张力处理40 min后,随着张力增加,PI纤维模量增加,强度降低,非线性行为表现更为明显。
其他文献
可降解聚合物聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯（PBAT）的推广应用对环境保护和社会发展具有重要意义,同时随着社会的进步人们对PBAT的成本、降解性、机械性能和多功能性等提出了更高的要求,因此对PBAT复合材料的研究是至关重要的。本课题以降低PBAT复合材料的生产成本和提高综合性能为目标,建立并解释了相应的方案,为PBAT的开发和发展提供了技术和理论支撑。主要研究成果及创新性总结如下:1、针对淀粉分子链间
橡胶由于自身独特的粘弹性成为轮胎行业中不可或缺的材料。然而,纯橡胶难以满足其实际应用需求,常常需要加入填料对橡胶进行补强。通过将白炭黑（SiO2）与溶聚丁苯橡胶（SSBR）共混制备SSBR复合材料及应用于轮胎胎面胶,能极大改善轮胎的抗湿滑和滚动阻力性能。但随着对轮胎高耐久、高耐磨、高导热等综合性能要求的不断提高,单一添加SiO2制备的SSBR复合材料难以满足这诸多综合性能需求。石墨烯（GE）具有大
电磁波辐射污染严重性和应用环境的复杂性,使得将多种功能集成到一种材料中成为了非常迫切的一个目标。多功能型吸波材料对新一代无线电技术以及小型电子设备具有极大的吸引力。传统吸波材料由于制备工艺复杂、填料引起透明性差等问题限制了其应用。本研究为了实现一种高透明的多功能高效微波吸收材料,从电磁波损耗机制及吸收理论出发,考虑到:1、柔性凝胶在光学透明度、拉伸性能、导电性能（良好的传导损耗）均具有较好的表现;
可拉伸导体因其能够在大形变下保持稳定的机电性能,并且可与各种三维不规则表面实现无缝衔接而备受关注。但是,目前报道的可拉伸导体的研究中大多制备工艺复杂且成本较高。因此开发一种通过简单、快速且成本低的方法制备可拉伸导体仍是一项极具挑战性的工作。本文基于硫辛酸的热引发开环聚合,通过“一锅法”制备了两种可拉伸离子凝胶,并探究了两种离子凝胶的结构与性能。主要工作如下:（1）分别以丙烯酸和衣康酸为硫辛酸聚合过
随着新能源汽车、便携式电子设备、储能设施等技术的不断发展,对安全环保、高性能的储能器件提出了更严格的要求。由于金属锌阳极具有理论能量密度高、氧化还原电势较低、储量丰富等优势,所以本质上安全环保的水系锌离子电池成为了可供选择的储能元件之一。然而锌金属阳极表面锌的垂直生长会导致隔膜失效,严重限制下一代锌离子电池的进一步发展。目前主要有集流体的设计、电解液工程、界面优化等策略来抑制锌枝晶的不可控生长。集
石墨烯由于在力学和电学方面具有亮眼的表现而被应用作超级电容器的电极材料。石墨烯作为纳米材料,其微观形态并不能满足应用需求。纤维具有高强度、质量小以及可灵活编织的特点,是最具有潜力的宏观形态之一。将石墨烯组装成为石墨烯纤维是实现其作为电极材料应用的一种可行的思路。本论文采用聚丙烯腈（PAN）改善了氧化石墨烯/N,N-二甲基甲酰胺（GO/DMF）分散液的可纺性,利用湿法纺丝的方法制备了GO/PAN纤维
电容去离子（CDI）因成本低廉且高效,已成为一种极具前景的海水淡化技术。日益严峻的水资源短缺形势,使得探索先进材料对于提升CDI性能尤为重要。炭气凝胶（CA）,具有比表面积大的优点,兼之成本低,是常用于研究的电极材料之一,为优化其电化学和电吸附性能,可以采取与其他材料复合的方法,以更好地满足应用需求。本文通过溶胶-凝胶法,将炭黑由NaClO氧化后,将其与间苯二酚-甲醛炭气凝胶（RF）进行复合,使得
走向融通的小学语文项目化学习以项目为载体，有着项目化的学习设计、组织实施与评价展示，强调以“融通”的思想来设计落实。其特征表现为“有内外融合的情境”“以综合性的言语实践为过程”“以高阶思维为驱动”“注重全过程的审美体验”。实施路径围绕项目学习的基本要素展开，更注重项目内容的结构化、真实情境的融合性、项目活动的完整性与评价方案的全面性。
致病细菌对人体的侵袭会引发一系列的感染,对人类的生命健康和财产造成巨大的威胁,因此对细菌的防治和杀灭是非常重要的。具有抗菌性能的材料的研发是解决细菌感染问题的方式之一。外部环境细菌的可以通过手、鼻、口等途径直接侵入人体引发感染,也可以通过导管等医疗器械植介入物引起相关感染。通常消毒液被作用于消灭外部环境的细菌,但常用的消毒液存在消毒作用时间短、性质不稳定、易对环境产生污染等问题,因此设计、合成具有
由于COVID-19病毒在全球的蔓延,主要是由聚丙烯（PP）无纺布制成的一次性口罩由于其更好减缓病毒传播的效果得到了广泛应用。但是这些大量的不可降解的一次性口罩仅通过填埋或焚烧处理,不仅消耗了大量的石油资源,还会对陆地和海洋的生态系统造成巨大的破坏。由于一次性口罩中的细菌和病毒不耐高温的特性,本文采用高温机械共混回收废弃的一次性口罩材料,赋予了回收材料更好的机械性能和额外的阻燃性能,探索了回收利用