铅酸蓄电池槽用乙烯基树脂固化性能的研究

通过改变促进剂的量来调节乙烯基树脂凝胶时间,确定了最优固化配方,并对树脂固化物的固化度、力学性能、玻璃化转变温度等进行测试。测试结果表明,树脂固化物固化度为92.36%,弯曲强度为145MPa,拉伸强度为98MPa,压缩强度可达138MPa,玻璃化转变温度为97.7℃。     

湿法缠绕苯并噁嗪/碳纤维复合材料的性能

分析了3种环氧树脂改性苯并噁嗪(BZ)树脂固化体系的黏温特性、凝胶时间、浇铸体力学性能等,从而优选出一种适用于湿法缠绕且具有优异性能的树脂体系,其由100份BZ树脂预聚体,10份混合环氧树脂,5份芳香胺类固化剂组成。以该树脂体系为基体,利用湿法缠绕工艺制备了NOL环,探究了缠绕张力对NOL环力学性能的影响;在较优缠绕张力下,制备了内径150mm标准压力容器,并进行了相关性能测试。结果表明,优选的树脂体系具有优异的黏温特性,适用期超过8h,浇铸体具有较好的力学性能(如拉伸强度达到78MPa,拉伸弹性模量达到4.56GPa),拉伸断裂面出现些许韧窝;随着缠绕张力的增大,NOL环的拉伸及层间剪切强度先增大后减小,当缠绕张力为10N时,拉伸强度达到2 680MPa,层间剪切强度达到66MPa,且高温条件下(160℃),拉伸与层间剪切强度保持率均超过85%;在较优缠绕张力(10N)下,压力容器的特征系数为41.3km,纤维强度转化率达到89.1%,基本发挥了碳纤维的力学性能。     

碳纤维增强双马树脂基复合材料微波固化工艺及性能研究

针对改性双马树脂T700级预浸料微波固化成型工艺,研究了保温时间、加压方式、升温速率对复合材料力学性能的影响,获得了不同条件下的微波固化复合材料的性能数据和较优的成型工艺方案;对比研究了不同加热方式对复合材料力学性能的影响。研究表明,微波固化样件的压缩强度、弯曲强度、拉伸模量和150℃干态弯曲性能都达到了热压罐水平,而拉伸强度、层间剪切强度和150℃干态层剪性能低于热压罐水平。微波固化工艺加热均匀,相对于热压罐成型,固化周期缩短50%以上,能有效提升复合材料制造效率,降低能耗。     

低成本中温固化湿法缠绕用树脂基体及其国产碳纤维复合材料

针对国产T700碳纤维、中温固化及湿法缠绕的特点,制备了一种适合国产T700碳纤维湿法缠绕用的低成本树脂基体,研究了树脂基体热性能、力学性能、使用期和成本,测试了该树脂基体与国产T700碳纤维制备的复合材料的力学性能。结果表明:该树脂体系耐热性良好且力学性能优异,适宜中温固化,粘度和使用期满足湿法缠绕工艺要求,成本降低超过65%;该树脂基体与国产T700碳纤维制备的复合材料力学性能优异,0°拉伸强度为1988.15 MPa,0°压缩强度为821.02 MPa,弯曲强度为1839.94 MPa,剪切强度为89.51 MPa。     

空心玻璃微珠/环氧复合材料的制备及性能研究

制备了空心玻璃微珠/环氧复合材料。通过力学性能、固化收缩率、热性能等测试考察了空心玻璃微珠粒径、填充量、硅烷偶联剂处理对树脂及固化物性能的影响。结果表明,硅烷偶联剂改善了空心玻璃微珠与树脂基体的相容性。复合材料的力学性能随着空心微珠粒径减小而增大。随着空心微珠填充量的加大,固化物拉伸强度有所降低,冲击强度和弯曲强度在空心玻璃微珠质量分数为2%时达到最大值,比纯树脂分别提高了30%和34.2%,同时材料的固化收缩率和密度降低,玻璃化转变温度升高。     

上浆剂类型对碳纤维/乙烯基酯树脂复合材料性能影响

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。     

羧基丁腈橡胶增韧改性苯并噁嗪树脂

采用液态端羧基丁腈橡胶(CTBN)对二苯甲烷二胺型苯并(?)嗪树脂(B-BOZ)进行改性,研究了不同m(CTBN)/m(B-BOZ)体系的性能。结果表明:当CTBN用量为10 phr,温度为110℃,时间为150 min时,树脂黏度小于0.5 Pa·s,其固化产物的拉伸强度和断裂伸长率分别达68.4 MPa和2.1%;固化树脂拉伸和弯曲模量则随CTBN用量增加而下降。固化产物相形态分析表明,CTBN用量达10 phr时,改性产物因CTBN粒子的拉伸撕裂和空洞化剪切屈服共同作用能够吸收较多能量,达到较好的增韧效果。     

反应性聚醚砜对RTM用6421BMI树脂性能的影响

通过SEM及力学性能测试,研究了反应性聚醚砜(rPESU)用量对6421BMI树脂性能的影响,结果表明,rPESU能够显著提高6421树脂的冲击韧性,当rPESU质量分数达到10%时,rPESU在6421树脂中形成连续相,质量分数达到15%时,6421树脂的冲击强度值最高,为纯6421树脂的5倍。rPESU的加入量对6421树脂拉伸模量、压缩模量、弯曲模量的影响很小,但6421树脂的拉伸强度和弯曲强度随rPESU用量增加降低很快,rPESU质量分数达到25%时,拉伸强度和弯曲强度值降为原来的50%左右。     

纳米SiO_2改性金刚石柔性磨轮磨削性能的研究

文章通过依次研究超声分散时间、纳米添加量对丙烯酸树脂力学性能的影响规律,确定当纳米SiO2含量为3%,超声分散时间为15min时树脂胶粘剂具有最佳抗拉伸强度和较高拉伸剪切强度,都较未超声分散时提高近21%;当超声分散15min,纳米SiO2添加量为3%时,具有最佳抗拉强度和拉伸剪切强度,较未添加纳米SiO2时分别提高4%和7%;以胶料比为2:1加入w40金刚石后,经3%纳米SiO2改性胶粘剂抗拉伸强度提高40%,拉伸剪切强度提高36%;采用3%纳米SiO2改性后的丙烯酸树脂胶粘剂配制的金刚石柔性磨轮较未改性金刚石柔性磨轮磨削性能有大大提高,同时证明了胶粘剂力学性能与金刚石柔性磨轮磨削性能的相对应性.     

苯并恶嗪改性RTM双马来酰亚胺树脂性能研究

采用苯并恶嗪(BOZ)树脂对RTM双马来酰亚胺(BMI)树脂改性,通过流变性能测试,动态机械分析,扫描电镜及力学性能测试研究了BOZ含量对改性树脂性能的影响。结果表明,加入质量分数7%BOZ的改性树脂体系综合性能最优,相比于未改性树脂,固化收缩率减小约16%,冲击强度提高约47%,且拉伸强度未有明显下降,而拉伸模量和弯曲模量则略有提高,并保持了较好的耐热性能,可满足RTM工艺的开放期要求。     

腰果酚缩水甘油醚改性环氧树脂胶接性能的研究

制备了腰果酚缩水甘油醚,主要研究了腰果酚缩水甘油醚改性环氧树脂胶黏剂的室温固化工艺性能、室温固化度、室温固化胶接性能和综合力学性能(压缩性能、冲击性能、硬度、拉伸性能)。腰果酚缩水甘油醚的添加量为10份时,固化1d的剪切强度与纯环氧树脂相比增加约164%,固化7d的冲击强度达到了10.36kJ/m~2,剥离强度与纯环氧树脂增加约178%。结果表明,腰果酚缩水甘油醚是一种综合性能良好的环氧树脂改性剂。腰果酚缩水甘油醚改性环氧树脂具有较好的使用工艺性能、胶接性能和力学性能。     

石墨粉对环氧乙烯基酯树脂性能的影响

通过对液体树脂的粘度及固化性能、树脂浇注体的力学性能、热性能、电性能及阻燃性能测试研究了石墨粉添加量对环氧乙烯基酯树脂性能的影响。结果表明,石墨粉的加入对环氧乙烯基酯树脂有明显的增稠作用,对树脂的固化有明显的阻聚作用,延长了树脂的凝胶和固化,降低了树脂的固化度和放热峰,使得树脂浇注体的拉伸强度和弯曲强度强度降低,模量增加,对树脂的热变形温度基本没有影响。石墨粉的加入使得树脂的导电性能提高,当石墨的添加质量分数超过10%时树脂的电阻率降低较快,当石墨的质量分数达到15%~20%时树脂的表面电阻率降低到107~109Ω,石墨的加入使得树脂的阻燃性能降低。     

NCO含量对单组分聚氨酯树脂性能影响

以聚氧化丙烯二醇、聚四氢呋喃二醇、甲苯二异氰酸酯和噁唑烷潜固化剂为原料制备单组分聚氨酯树脂。通过红外光谱、固化时间、力学性能、吸水率和粘接强度测试等表征手段研究了预聚物NCO含量对单组分聚氨酯树脂结构与性能的影响。结果表明,随着NCO含量的增加,固化时间增加,硬度、拉伸强度和断裂伸长率逐渐增加,吸水率先降低后升高,粘接强度先增加后降低;当NCO质量分数为8%时,单组分聚氨酯树脂的综合性能达到最优。     

加压时机对碳纤维增强改性双马树脂复合材料力学性能的影响

针对本实验中使用的改性双马树脂,采用DSC测试分析了树脂体系的固化工艺制度。通过树脂流变性能测试选取了100℃、110℃和120℃作为3个加压时机,研究了加压时机对改性双马树脂单向复合材料层板力学性能的影响。结果显示,随着加压温度的降低,单向复合材料的力学性能略有提高;不同力学性能对加压时机的敏感程度不同,本实验中相对于压缩性能、弯曲性能和层间剪切性能,拉伸性能对加压时机的变化更为敏感。研究结果对于进一步研究改性双马树脂的工艺特性及其碳纤维增强复合材料的力学性能提供了参考。     

硫脲对腰果酚曼尼期碱固化与性能的影响

分别对环氧树脂(E-51)/腰果酚曼尼期碱(PCD)和环氧树脂(E-51)/硫脲改性腰果酚曼尼期碱(FCD1)两种固化体系在不同温度下的凝胶时间进行了测定,通过Arrenhinus公式求出固化反应的表观活化能,并对固化物的力学性能和耐热性能进行了测试。结果表明:与E-51/PCD相比,E-51/FC-D1的表观活化能降低34.2%,低温固化反应活性更高,除固化物断裂伸长率下降46.9%外,其余剪切强度、拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度、弯曲模量和压缩强度均得到提高,固化物综合性能好;耐热性基本保持不变。     

单组分聚氨酯反应型热熔胶的研制

以异氰酸酯和多元醇为主要原料合成了系列单组分反应型湿固化聚氨酯热熔胶(PUR),考察了不同的软段结构、-NCO含量、固化时间、催化剂和增粘树脂等对其性能的影响。研究结果表明,采用自制的多元醇,设定w(-NCO)≈3.5%,当w(催化剂)=0.1%、w(增粘树脂)=20%时,所得PUR的综合性能较好,开放时间为7min,固化时间为24h,拉伸强度达到9.3MPa,初粘强度达到0.44MPa,剪切强度达到7.9MPa。     

一种回转体类构件用中低温固化环氧树脂体系研究

采用等温黏度实验和浇铸体力学性能测试来优选自制改性固化剂CUR–1的配比,通过不同升温速率下的固化过程差示扫描量热并对固化物进行傅立叶变换红外光谱分析,确定了体系的固化制度,研制出一种适用于发动机壳体或结构复杂的回转体类结构件的碳纤维湿法缠绕树脂基复合材料的中低温固化环氧树脂体系,用湿法缠绕工艺制作单向纤维缠绕成型复合材料环(NOL环)并进行了性能测试。结果表明:当CUR–1的含量为15份时,树脂体系具有适于湿法缠绕工艺的黏度和使用期,树脂可在80℃完全固化,同时浇铸体拉伸强度为84 MPa,拉伸弹性模量为3.8 GPa,断裂伸长率为5.4%,热变形温度为131℃。该树脂体系与纤维粘结性好,NOL环力学性能高,NOL环拉伸强度为2 451 MPa,拉伸弹性模量为146 GPa,层剪切强度为55 MPa。     

聚氨酯树脂在风电叶片中的应用研究

分析了聚氨酯树脂78BD085/44CP20与环氧树脂在黏度、凝胶时间以及浇注体力学性能的不同，将其与玻纤布结合采用真空灌注方式分别制备了玻纤增强复合材料(FRP),对比了聚氨酯FRP以及环氧FRP的力学性能和疲劳性能，并采用扫描电镜观察了聚氨酯FRP断面。结果表明：相同温度下，聚氨酯树脂的初始黏度比环氧树脂的更低，凝胶时间更快；聚氨酯树脂浇注体拉伸模量以及拉伸、压缩强度均高于环氧树脂浇注体15%以上；聚氨酯FRP具有优异的力学性能，拉伸、压缩以及剪切强度均高于环氧树脂FRP 7%以上；聚氨酯FRP疲劳性能满足叶片的结构设计要求；聚氨酯树脂与玻纤布具有优异的结合性。     

硫脲改性聚醚胺环氧固化剂的性能研究

采用硫脲改性3种不同分子质量的聚醚胺制备环氧固化剂,通过红外光谱、固化剂的粘度和胺值、固化干燥时间、固化物力学性能测试等研究了反应温度对产物结构,聚醚胺分子质量对固化剂性能、固化剂用量和固化时间对体系性能的影响。结果表明,改性反应温度应不高于130℃,较高分子质量的D2000不适于硫脲改性,低分子质量的聚醚胺硫脲改性固化剂在-10℃下16~18 h即可达到实干。以聚醚胺D230和D400改性的固化剂具有良好的低温固化性能和力学性能,在-10℃下固化7 d后的压缩强度分别为70 MPa和64 MPa,拉伸强度分别为46 MPa和45 MPa,剪切强度分别为14 MPa和13 MPa。     

端氨基丁腈橡胶与纳米SiO_2粒子增韧环氧树脂性能

采用端氨基液体丁腈橡胶(ATBN)、纳米SiO_2粒子对环氧树脂体系进行增韧,研究了两种增韧剂的加入对树脂体系凝胶时间的影响。结果表明,随着ATBN用量的增加,体系的凝胶时间在同等温度下都明显减小;制备了不同增韧剂添加量的树脂浇注体并对其力学性能进行测试,结果表明,当ATBN的添加量为10份,纳米SiO_2粒子添加量为1.5份时,增韧效果最为明显,与未增韧体系相比,浇注体冲击强度、弯曲强度、拉伸剪切强度分别提高68%,18%,90%;应用差示扫描量热仪进行固化反应活性以及固化产物动力学研究,确定了当ATBN、纳米SiO_2粒子的添加量分别为10份、1.5份时,树脂体系进行固化反应的表观活化能为63.99 kJ/mol,反应级数为0.90;应用增韧后树脂体系制备了复合材料并对其力学性能进行了测试,结果表明增韧后复合材料弯曲强度达到681.82 MPa,比未增韧树脂体系制备的复合材料提高了28%。