Advanced Industrial and Engineering Polymer Research
Open Access, CiteScore Tracker 2021=11.4
ISSN: 2542-5048
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Volume 1, Issue 1
OPEN ACCESS – EDITORIAL
Volume 1, Issue 1 Pages 1-2
October 2018
社论

聚合物复合材料,已经被证明是结合了无机填料(例如颗粒、纤维等)和有机聚合物基体两者间优点的一种材料创新的有效措施。这对于现代聚合物工程而言,更是如此,因为从实验室规模的制备转变为工业化生产的、全新合成的聚合物已经越来越少。

Advanced Industrial and Engineering Polymer Research”(AIEPR)是一本国际学术期刊,主要针对各类聚合物研究和实际应用的学术和工业研究人员,以期作为两类群体之间的沟通桥梁。聚合物复合材料被选为首期的主题,这符合编委会的工作愿景,即促进各种知识或材料的积极复合交叉效应。

在这里,我们收集了若干篇全球知名科学家从不同角度撰写的论文。编辑们尽心尽力,以期在有限的空间中,尽可能涵盖更广泛、有趣的主题。读者可以相应地了解该领域的最新技术和发展趋势。

通常来说,聚合物基体的性能极大地影响复合材料的加工性能和综合性能。基体种类的任何变化都将产生一个新的聚合物复合材料家族。Karger-KocsisSibikin撰写的综述文章系统地讨论了内酰胺基聚合物及其复合材料的合成、改性和生产。这类高性能复合材料及其相关的加工技术有望具有多样化的应用领域。

复合材料界面是学术界和工业界的另一个重要课题。Mäder和她的同事分别比较了几何和物理因素的影响以及数据分析对纤维增强环氧树脂和尼龙66的界面性能的影响;他们成功地找到了最可靠的界面相互作用的定量方法,为将来研究的精确表征奠定了基础。就热塑性复合材料而言,界面结晶,即穿晶,与其机械强度密切相关;反过来,它成为调整属性的有用参数。Goda课题组报告了注塑成型的麻/聚酰胺中的穿晶层与拉伸强度之间的关系;与热处理相比,前者表现为更显著地增强了复合材料。同时,McNally等人从等温和非等温结晶动力学研究了该问题;他们的关于多壁碳纳米管填充聚丙烯的研究结果,揭示了晶体的生长行为可能与工艺优化直接相关。

自从1985年丰田在黏土/尼龙6杂物发明以来,聚合物纳米复合材料就引起了人们的广泛关注;但迄今三十多年的研究表明,使用现有技术,无机纳米结构材料很难分散在有机聚合物基质中。在这种情况下,Fakirov提出了“转换而非添加”的概念;在他的综述文章中描述了两种类型的聚合物纳米复合材料,即纳米原纤维聚合物-聚合物复合材料和纳米原纤维单聚合物复合材料。这是不同思维方式的优秀示范。

除了机械性能外,功能性也是聚合物复合材料的主要关注点。Friedrich全面回顾了聚合物摩擦组分的传统应用,以及在摩擦学应用中赋予聚合物复合材料更多功能性(例如导电性和自愈性)方面的最新成就。此外,文章内容还包括用于摩擦和磨损加载的聚合物部件的增材制造方法,以及在低温条件下发生摩擦的聚合物复合材料的组成。另一方面,Chung提供了热电聚合物复合材料的整体概述,该复合材料可作为能源材料的候选材料;她的重点放在非结构和结构复合材料的组成、结构和制备方法上,这对于将热能转化为电能至关重要。

Sun等人的论文中,探索了改善环氧复合材料介电性能的策略。通过利用各种填料(如炭黑、CB@TiO2核壳粒子和CB-SiO2杂化粒子),由于界面极化或微电容器效应,环氧复合材料的介电性能得到改善。研究发现界面极化损耗、偶极弛豫损耗和传导损耗是复合材料中介电损耗的原因。

最后不能不提的是,我们需要注意,聚合物复合材料正在向下一代工业的智能材料发展。 Michaud小组总结了形状记忆合金丝在高性能纤维增强聚合物复合材料中的当前应用。他们表明,复合材料可与改善的阻尼响应、抗冲击性、裂纹闭合能力和形状变形相结合。

聚合物复合材料的进步日新月异,而本期文章只能报道该领域当前的一些发展情况;相信在不久的将来,更多有趣的结果将会被报道。

最后,请允许我们借此机会向所有作者和同意审稿的各位同仁表示诚挚的感谢,感谢作者们为AIEPR的创刊号递交了高质量的稿件,感谢审稿人对稿件的悉心审阅,正是他们的努力和帮助,才使得AIEPR的创刊号顺利发布。

还要特别感谢金发科技董事会主席袁志敏先生,感谢他对本期刊热心的筹办和持续的支持。


https://doi.org/10.1016/j.aiepr.2018.08.001
OPEN ACCESS – REVIEW ARTICLE
Volume 1, Issue 1 Pages 3-39
October 2018
应用于摩擦学的聚合物复合材料
K. Friedrich

许多不同的聚合物和聚合物复合材料可用于工程应用,在这些应用中,摩擦和磨损是关键问题。本文简要介绍了(a)聚合物摩擦学的重要性,(b)聚合物复合材料的特殊设计原理,以降低在滑动时对光滑金属对应物的低摩擦和磨损,以及(c)纳米颗粒与传统填料和纤维的协同作用,以获得最佳摩擦性能。基于这些基本方面,本文综述了聚合物摩擦组件在机械和汽车工程中的传统应用,包括纺织机中的滑动元件,用于恶劣环境的细丝缠绕衬套,牙科涡轮机中高精度滚珠轴承的保持架以及柴油喷油泵中的混合衬套。在下一章关于摩擦组件的特殊发展中,概述了(a)实现聚合物轴承导电性的方法,(b)通过将微囊掺入聚合物基体中的方式来进行自润滑和自修复潜力的增强,(c)用于摩擦和磨损加载的聚合物零件的现代增材制造方法,(d)高温聚合物涂层的应用和性能,以及(e)在低温条件下发生摩擦的聚合物复合材料的组成和用途。

https://doi.org/10.1016/j.aiepr.2018.05.001
OPEN ACCESS – REVIEW ARTICLE
Volume 1, Issue 1 Pages 40-47
October 2018
纳米原纤维聚合物–通过“转化而非添加”概念的聚合物和单聚合物复合材料–真正的聚合物纳米复合材料的实例
Stoyko Fakirov

本综述探究了有关聚合物纳米复合材料机械性能的理论推导与实验结果之间拥有巨大差异的原因;据推测,最可能的原因是我们几乎不处理真正的纳米复合材料,因为在通过将聚合物基质与增强纳米尺寸材料共混而制备的复合物中,增强元素不是单个纳米颗粒,而是其尺寸在微米范围的聚集体。这种情况是由于当前没有有效的技术将纳米材料正确分散到聚合物基质中这一事实所致;建议的解决方案是避免复合制备中的分散步骤,就像“转化而非添加的概念”一样。 本文中描述了两个真实的聚合物纳米复合材料的例子,包括纳米原纤维聚合物-聚合物复合材料和纳米原纤维单聚合物复合材料。

https://doi.org/10.1016/j.aiepr.2018.02.001
OPEN ACCESS – REVIEW ARTICLE
Volume 1, Issue 1 Pages 48-60
October 2018
阴离子活化内酰胺聚合物的工业应用:过去,现在和将来
Ilya Sibikin, József Karger-Kocsis

本文概述了通过阴离子开环聚合(AROP)生产的内酰胺基聚合物和相关复合材料。文中通过学术和工业研究的分类,并且涵盖了化学(引发剂和活化剂系统)和原位聚合的ε-己内酰胺(CL)和ω-月桂内酰胺(LL)的改性可能性,系统介绍和讨论了阴离子活化内酰胺聚合物最近和过去取得的成就。文章特别强调了分别用于生产聚酰胺6PA6)和聚酰胺12PA12)的CLLLAROP的工业应用。本文还根据制备和制造技术,对获得的结果进行调查和强调。在此最新综述的调研上,总结了未来的发展趋势并提出了可能的驱动因素。

https://doi.org/10.1016/j.aiepr.2018.06.003
OPEN ACCESS – REVIEW ARTICLE
Volume 1, Issue 1 Pages 61-65
October 2018
热电聚合物基结构和非结构复合材料
D.D.L. Chung

本文综述了热电聚合物基复合材料,包括非结构和结构材料。结构材料是连续纤维复合材料;非结构材料是不连续增强复合材料和聚合物-聚合物复合材料。热电结构复合材料使用增强的连续纤维来增强电导率。连续纤维的方向性允许在各个方向、特别是厚度方向和纤维方向上调整热电性能。将薄层与方向不同的异种纤维(具有相反的热电功率)一起使用,可提供未经修饰且通常制成的层间界面的阵列;它们作为热电偶结的阵列,这些热电偶结基于在每个薄层的纤维方向上由纤维控制的热电行为。通过将填料放置在层间界面处进行修改,可以调整以填料为主的全厚度热电性能。通过在层间界面使用不相似的填料,可以获得表现出相反热电符号的不相似复合材料。非结构热电复合材料表现出很大的ZT值,具体取决于组成,结构和制备方法。

https://doi.org/10.1016/j.aiepr.2018.04.001
OPEN ACCESS – REVIEW ARTICLE
Volume 1, Issue 1 Pages 66-81
October 2018
纤维增强聚合物复合材料中的形状记忆合金
Amaël Cohades, Véronique Michaud

本文综述了形状记忆合金(SMA)丝在高性能纤维增强聚合物复合材料(FRP)中的应用的最新技术。迄今为止,学术界已经对SMA在四个主要的性能改进领域进行了一系列的研究:(i)阻尼和振动响应,其中SMA在中性轴平面或作为横向缝线集成到复合材料中;(ii)冲击,SMA集成在中性轴或作为缝线;(iii)裂纹闭合,其中SMA垂直于缝隙整合为缝线;和(iv)形状变形,其中SMA在平面内集成到复合材料中,但沿非中性轴。文中主要从复合加工角度出发,重点突出了将SMA成功集成到FRP的关键参数。最后,本文评估了在将SMA应用于玻璃钢以创建智能、高效的复合结构而不破坏其加工路线、结构特性、重量和成本的过程中仍然存在的一些障碍。

https://doi.org/10.1016/j.aiepr.2018.07.001
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