邻甲硼酚醛树脂固化双酚-A环氧树脂及其复合材料的性能

用邻甲硼酚醛树脂(BoPFR)固化双酚-A环氧树脂(BPAER),制备了含硼酚醛的高性能玻璃钢复合材料.分析了固化过程,研究了固化树脂以及玻璃纤维层压板的力学性能、热性能和电性能.当m(BoPFR)/m(BPAER)为1.0∶0.5时,复合材料的玻璃化转变温度从198.4 ℃下降到134.5℃,材料韧性提高.固化物有良好的耐热性能,当m(BoPFR)/m(BPAER)为1.0∶0.2时,材料在900℃时的残留率为25.83％,热降解动力学符合一级反应动力学;玻璃纤维层压板拉伸强度提高了一倍,而电性能变化不大.     

中温固化热熔胶膜法制备环氧树脂预浸料及其复合材料

以双酚A型环氧树脂为基体,3,3'-二乙基-4,4'-二氨基二苯甲烷(DEDDM)为固化剂,热塑性树脂为增韧剂,采用中温固化热熔胶膜法制备环氧树脂预浸料,并以玻璃纤维为增强体制备玻璃纤维/环氧树脂复合材料。结果表明,环氧树脂固化物及其复合材料的力学性能和热性能均随增韧剂的加入呈上升趋势。当增韧剂质量分数为20%时,环氧固化物的弯曲和冲击强度分别为122.4MPa和23.8 kJ/m~2,较纯环氧树脂分别提高50%和154%;玻璃化转变温度(T_g)从102℃提升到123℃;增韧剂/玻璃纤维/环氧树脂复合材料的弯曲强度和层间剪切强度为636.5 MPa和54.9 MPa,T_g为130℃。扫描电子显微镜(SEM)分析表明,玻璃纤维和环氧树脂具有较好的界面粘接性能。     

玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的力学性能研究

本文以环氧树脂为基体,经改性过的短切玻璃纤维为增强材料,制备了玻璃纤维增强环氧树脂(GF/EP)复合材料。探究了玻璃纤维与环氧树脂配比、固化条件对GF/EP复合材料力学性能的影响。结果表明:当玻纤用量为20%、固化温度为120℃、固化时间为3.0 h时制备的GF/EP复合材料拉伸强度约为38.52 MPa、冲击强度约为6.46k J/m2;GF/EP复合材料经60℃、5%的食盐水浸泡48 h后力学性能下降,SEM显示纤维与树脂的粘结界面经腐蚀后被破坏。     

碳纳米管/环氧树脂体系固化工艺研究

研究了碳纳米管/环氧树脂体系固化过程的工艺条件。结果表明,实验过程中操作温度120℃,固化过程中起始固化温度120℃,固化温度180℃,碳纳米管/环氧树脂复合体系的固化动力学模型为自催化模型。添加碳纳米管会使复合材料的拉伸强度变强,但是当碳纳米管的质量分数达到1.5%时拉伸性能反而会下降。     

氰酸酯改性环氧树脂复合材料的研究

采用双酚A型二氰酸酯对环氧树脂E51进行改性,并制备出玻璃纤维增强复合材料。通过傅里叶红外光谱(FTIR)、动态热力学分析(DMA)对不同质量比的环氧树脂/氰酸酯的共固化产物结构特征以及复合材料的玻璃化转变温度进行了研究,同时测定并讨论了对复合材料的拉伸性能、弯曲性能、吸湿性能的影响。结果表明,在环氧树脂和氰酸酯共固化体系中,随着氰酸酯含量的增加,固化物中三嗪环的相对含量增加,噁唑烷酮的相对含量降低。当环氧树脂/氰酸酯质量比为50/50时,复合材料的玻璃化转变温度为215.6℃,与未改性相比提高了49.7℃;650h后吸水率显著降低,仅为0.69%;但拉伸强度和弯曲强度略有降低。扫描电镜(SEM)分析表明,加入氰酸酯后,增加了复合材料的残余应力,使复合材料呈现出脆性断裂。     

长纤维增强反应注射成型聚氨酯基复合材料固化动力学研究

采用长纤维增强反应注射成型工艺制备了聚氨酯(PUR)/玻璃纤维(GF)复合材料,为了优化PUR/GF复合材料的固化工艺,运用DSC仪研究了GF对PUR固化动力学特性的影响,计算了PUR/GF复合材料的固化表观活化能和反应级数,并建立了相应的固化反应动力学方程。结果表明,随着GF的加入,PUR的固化特性对升温的敏感性降低,与纯PUR的表观活化能和指前因子相比,加入GF后其值有较大幅度增加,反应级数由0.7805变为0.529 9。GF的加入,使PUR/GF复合材料的固化反应热温度区域变宽,反应热明显减少,固化起始温度变化不大,固化峰值温度和固化终止温度有所升高。     

纳米氮化硅对环氧树脂固化反应的影响研究

通过DSC、红外光谱研究了纳米氮化硅粒子的加入对环氧树脂体系固化反应的影响。结果表明,一方面由于纳米Si3N4高的表面活性会促进环氧树脂体系的固化过程;另一方面,由于纳米粒子的加入增大了体系的粘度阻碍了反应分子的运动使得复合材料固化反应速度变慢。环氧树脂体系在不同反应时期表现出的不同的固化行为正是这两种因素综合作用的结果。此外,还研究了不同添加量的纳米Si3N4对复合材料拉伸强度和固化时间的影响。当纳米Si3N4添加量为3%(以环氧树脂质量计)时,复合材料拉伸强度达到最大值,提高了145%。     

组分含量对粉煤灰/EP复合材料性能的影响

探讨了粉煤灰与环氧树脂的配比、混合溶剂丙酮与邻苯二甲酸二丁酯(DBP)的配比,以及玻璃纤维对粉煤灰/环氧树脂复合材料拉伸强度、断裂伸长率、冲击强度的影响,并结合复合材料拉伸断口的微观结构,分析了上述性能产生变化的原因。结果表明,当粉煤灰/环氧树脂质量比为150/60,丙酮/DBP质量比为40/10~30/20,并加入少量玻璃纤维时,粉煤灰/环氧树脂复合材料的综合性能及性价比比较高。     

玻璃纤维对环氧基体预浸料固化特征的影响研究

采用动态差示扫描量热法(DSC)研究了玻璃纤维/环氧树脂预浸料体系的固化过程,考察了玻璃纤维对环氧树脂固化动力学的影响;利用Kissinger法和Crane公式计算了体系的反应活化能、指前因子、反应级数等固化动力学参数。结果表明,玻璃纤维使环氧树脂体系的理论凝胶化温度、固化温度和后处理温度升高;同时,增大了固化反应活化能,而固化反应的反应级数基本不变。说明玻璃纤维使环氧树脂体系固化反应变难,但不改变其固化反应机理。     

环氧树脂/白云母纳米复合材料的研究

将结构修饰过并采用十六烷基三甲基溴化铵有机插层改性的白云母与环氧树脂复合,加入潜伏性固化剂,制得环氧树脂/白云母纳米复合材料,通过DSC,TG,IR及力学性能测试对该材料的固化性能、热性能及粘接性能进行了研究。结果表明,当白云母加入量为环氧树脂质量的3%时,固化峰值温度最高(171.11℃)耐热性最好(400℃残炭率55.9%);加入量为5%时,拉伸强度最大,达到1.064GPa。