改性氰酸酯基复合材料力学和透波性能研究

利用低介电改性剂对氰酸酯树脂进行改性,制备了石英纤维/改性氰酸酯树脂复合材料,利用SEM表征了树脂及其复合材料的断面,并对改性氰酸酯树脂的耐热性能、力学性能、复合材料的力学性能及透波性能进行了研究。结果表明,改性氰酸酯树脂的玻璃化转变温度达到200℃以上,树脂拉伸破坏表现为韧性断裂,拉伸强度、弯曲强度和压缩强度分别在27MPa、69MPa和148MPa以上;改性氰酸酯树脂和纤维的界面结合良好,复合材料的拉伸强度、弯曲强度和压缩强度分别达到447MPa、461MPa和259MPa以上;在0.5~18GHz范围内,介电常数为3.1~3.3,4mm试样的S21小于-1.6d B。     

双马来酰亚胺改性氰酸酯树脂及其复合材料

制备了一种新型的双马来酰亚胺改性氰酸酯树脂以提高这类树脂的耐热性,力学性能及成型工艺性。对合成的树脂作了流变分析,对其玻纤复合材料进行了力学性能测试和热失重分析,结果表明,当双马树脂达到改性氰酸酯树脂的质量分数的37.5%时,新型改性氰酸酯树脂的5%热失重温度为432℃。改性氰酸酯基复合材料在常温条件下的拉伸强度为492.4 MPa,弯曲强度为526.3 MPa。在200℃时改性氰酸酯基复合材料的拉伸强度为357.3 MPa,弯曲强度为292.7 MPa。该树脂具有良好的加工性,耐热性,力学性能及高温力学保持性。     

新型双马来酰亚胺改性氰酸酯树脂及其复合材料

采用双马来酰亚胺封端的硫醚酰亚胺低聚物对氰酸酯树脂进行了改性(SBMI),通过红外光谱对改性树脂(SBT)的结构作了表征,通过流变分析,热失重分析研究了其粘度特性及耐热性,并对其玻纤复合材料的力学性能进行了测试。结果表明,当SBMI质量分数为氰酸酯树脂的的37.5%时,SBT树脂的5%热失重温度为415℃,其复合材料在常温下的拉伸强度为438.8 MPa,弯曲强度为657.3 MPa,断裂伸长率为9.2%;200℃时拉伸强度为310.5 MPa,弯曲强度为307.4 MPa,断裂伸长率为12.5%。该树脂具有良好的加工性,耐热性和力学性能。     

湿法缠绕成型T700碳纤维/氰酸酯树脂复合材料力学性能研究

研究了湿法缠绕成型的T700碳纤维/氰酸酯树脂复合材料NOL环及单向板力学性能。测试了树脂配方的粘度-温度特性,T700碳纤维/氰酸酯树脂复合材料NOL环的拉伸及剪切性能,采用SEM对NOL环拉伸试样破坏形貌进行了观察。测试了T700碳纤维/氰酸酯树脂单向板复合材料的常温拉伸性能、弯曲性能、层间剪切性能和高温弯曲性能。结果表明,树脂配方在25℃下的粘度为800 cps,可以直接在室温条件下用于复合材料湿法缠绕成型,并具有充分的使用期。NOL环的拉伸强度为2220 MPa,剪切强度为56. 8 MPa,树脂基体对碳纤维具有良好的浸润性,能够较好地发挥出碳纤维的高强度特性。T700碳纤维氰酸酯树脂单向板复合材料的高温力学性能优异,200℃下弯曲强度保留率高达60. 4%,250℃下弯曲强度保留率高达45. 0%。     

双马来酰亚胺改性氰酸酯树脂及其复合材料

制备了一种新型的双马来酰亚胺改性氰酸酯树脂以提高这类树脂的耐热性,力学性能及成型工艺性。通过流变分析和热失重分析对合成的树脂进行了研究,对其玻纤复合材料力学性能进行了测试。结果表明,当双马树脂达到改性氰酸酯树脂的质量分数的37.5%时,树脂的5%热失重温度为415℃,复合材料常温下的拉伸强度为438.8MPa,弯曲强度为657.3MPa,断裂伸长率为9.2%;200℃下的数据分别为310.5MPa,307.4MPa,12.5%。该树脂具有良好的加工性,优异的耐热性和力学性能。     

适用于RFI工艺的氰酸酯树脂基体的研制

以环氧和聚砜树脂改性氰酸酯树脂,并进行预反应,制备了适用于树脂膜溶渗(RFI)工艺的高性能树脂基体膜。树脂基体在110℃附近具有较低黏度和较长的凝胶时间。树脂基体固化后具有良好的力学性能和耐热性,制备的高强玻璃布复合材料综合性能与预浸料工艺制备的复合材料性能相近,孔隙率更低。     

用于树脂传递模塑(RTM)的高性能树脂基体研究

通过选用低黏度液体酸酐为环氧树脂的固化剂,制得了一种用于RTM的高性能树脂体系。该树脂体系在室温25℃时的黏度仅为0.11 Pa.s左右,25℃时的适用期在24 h以上,Tg为160℃;其碳纤维复合材料层压板拉伸强度860 MPa,拉伸模量70.0 GPa,弯曲强度820 MPa,弯曲模量61.5 GPa。结果表明该树脂体系具有黏度低、适用期长、较高的Tg的特点,且固化树脂和复合材料力学性能良好,能满足RTM对高性能树脂基体的要求。     

RTM用双马来酰亚胺树脂及其复合材料的制备与性能研究

采用一种含醚键双马单体对双马来酰亚胺树脂进行改性,制备了一种适用于复合材料树脂转移模塑成型工艺(RTM)的高韧性双马来酰亚胺树脂基体,并研究了其流变特性、耐热性能、力学性能及其复合材料的力学性能。树脂体系的流变性能数据表明树脂在注射温度(100℃)下具有较长的适用期(~3 h),能够满足RTM成型的要求。树脂浇注体的拉伸强度为115 MPa,断裂延伸率为3.1%,弯曲强度为159 MPa,玻璃化转变温度为270℃,表明树脂具有较高的韧性和耐温等级。以本树脂体系作为基体制备得到的碳纤维增强复合材料具有较高的力学性能,同时在230℃下具有较高的力学性能保持率。     

树脂传递模塑工艺用改性氰酸酯树脂体系研究

由自制改性剂苯乙烯和丙烯酸正丁酯低聚物及TDE-85环氧树脂协同改性氰酸酯树脂,采用示差扫描量热仪,动态热机械分析仪,力学性能和粘度测试研究了改性后的氰酸酯树脂的性能。结果表明,改性氰酸酯树脂浇铸体玻璃化转变温度高于215℃,TDE-85环氧树脂质量分数为15%时,改性氰酸酯树脂浇铸体的综合性能最佳,拉伸强度为45 MPa,弯曲强度为86 MPa,冲击韧性为17 k J/m~2。改性树脂体系室温下6 h内粘度保持在1 000 m Pa·s以下,满足树脂传递模塑成型工艺的要求。     

纤维热熔法缠绕用氰酸酯树脂基体研究

用DSC和VHR方法研究催化剂二月桂酸二丁基锡（DBTDL）对双酚A氰酸酯及环氧改性氰酸酯体系反应的影响。根据纤维热熔缠绕要求，研制出工艺适用的改性氰酸酯树脂基体。热熔工作温度100℃。碳纤维增强复合材料层剪强度测试结果表明，基体适用于纤维热熔法缠绕复合材料。     

碳纤维湿法缠绕用高模量高韧性环氧树脂基体

设计了一系列针对碳纤维湿法缠绕的环氧树脂基体,测试了树脂浇注体及其复合材料的力学性能和热机械性能,研究了树脂基体对碳纤维复合材料界面性能的影响.试验结果表明,对韧性树脂体系,树脂基体的模量是发挥纤维强度的关键因素,模量的提升将大幅提高复合材料的综合性能.经复配和优化的树脂体系兼具高模量和高韧性,其T700碳纤维复合材料NOL环拉伸强度达到2480MPa,T800碳纤维复合材料NOL环拉伸强度达到2780MPa,玻璃化温度(Tg)超过200℃,具有优异的界面性能和耐热性能.     

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。     

CE/EP/CF复合材料的湿热性能研究

采用溶液预浸渍法分别制备了两种碳纤维(CF)增强环氧树脂(EP)改性氰酸酯树脂(CE)(CE/EP/CF)复合材料,研究了该复合材料的吸湿行为及湿热环境对其力学性能和微观结构的影响。结果表明,CE/EP基体具有比EP更小的吸湿能力;湿热环境对CE/EP/CF复合材料的纵向拉伸强度影响不大,但对其层间剪切强度的影响较为显著。     

氰酸酯复合材料缠绕成型工艺的研究

以液态双酚A型氰酸酯(CE)为树脂基体,碳纤维T-700为增强纤维,缠绕制备了氰酸酯基复合材料(CF/CE)。结果表明:抽真空处理可以有效控制CF/CE的含胶量并降低孔隙率,CF/CE的Tg为241.9℃,孔隙率为1.22%时剪切强度可达101.98MPa。     

SIVO408改性硅灰石在聚丙烯树脂中的应用研究

文章采用低聚短链烷基硅烷SIVO408对硅灰石进行表面改性,然后与聚丙烯树脂(PP)熔融共混制备PP树脂基复合材料,研究了改性硅灰石的填充份数对PP树脂基复合材料的密度、熔体流动速率、热变形温度、拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量等性能的影响。结果表明：改性硅灰石的加入增大了PP树脂基复合材料的密度,与纯PP树脂相比,填充30份改性硅灰石的PP树脂基复合材料的密度从0.898 g/cm³增大到1.049 g/cm³;显著改善了PP树脂基复合材料的热性能,硅灰石添加份数为20份时其热变形温度达到最高值82.5℃,升高了9.9℃(13.6%)。重要的是,改性硅灰石在高填充量的情况下基本不会影响PP树脂基复合材料的加工流动性和拉伸强度,明显提高了PP树脂基复合材料的弯曲强度和弯曲模量,硅灰石添加份数为25份时PP树脂基复合材料的弯曲强度达到最大值35.890 MPa,增加了3.5410 MPa(10.9%),硅灰石添加份数为30份时PP树脂基复合材料的弯曲模量最大为1 709.50 MPa,增加了435.40 MPa(34.2%)。     

噁唑烷酮改性环氧树脂的性能

采用4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)对双酚A环氧树脂和脂肪族环氧树脂进行噁唑烷酮化共改性,研究了MDI及作为活性稀释剂的脂肪族环氧用量对改性产物黏度及树脂固化物力学性能、耐热性的影响。结果表明,低改性比和稀释剂可以有效降低唑烷酮改性环氧树脂黏度,当改性比为4∶1时,树脂固化物拉伸强度、弯曲强度达到75.4 MPa和158.2 MPa,分别比环氧树脂固化物提高了64%和57%,断裂延伸率和冲击强度有较大提高,具有高强高韧的特点。稀释剂含量对Tg影响较小,各改性树脂Tg在108～118℃之间,与纯环氧树脂的耐热性相当。     

酚醛型环氧树脂改性氰酸酯复合材料性能的研究

通过DSC分析,粘度、介电性能、力学性能及耐油性测试对酚醛型环氧树脂改性氰酸酯树脂复合材料的性能进行了研究。结果表明,改性氰酸酯树体系在70～160℃具有较低的粘度,理想工艺是在125～130℃下30～45min后开始加压;改性氰酸酯树脂表观活化能和反应级数分别为60.81kJ/mol和0.8846。改性氰酸酯复合材料具有良好的力学性能、介电性能和耐油性能。     

酚醛型氰酸酯的改性研究

以二烯丙基双酚A(DBA)和端乙烯基丁腈橡胶(VTBN)为增韧剂,两者与双马来酰亚胺(BMI)共聚后得到的预聚体作为酚醛型氰酸酯的改性剂,制备了一种改性酚醛型氰酸酯树脂。研究结果表明:DBA对酚醛型氰酸酯具有很好的催化作用,5%DBA[相对于氰酸酯(CE)质量而言]就可使CE在200℃以下固化;当m(DBA)∶m(VTBN)=5∶3时,体系的弯曲强度为132 MPa、冲击强度为12.6 J/m2、20℃和260℃剪切强度分别为16.88 MPa和9.77 MPa;改性体系的耐热性较好,其5%热失重分解温度和最大热分解速率温度分别为427.6℃和439.0℃。     

中低温固化预浸料用环氧树脂基体的制备与性能研究

以邻甲酚酚醛环氧和双酚A环氧为主体树脂,采用核壳增韧剂进行改性,配合潜伏性固化促进剂,制备了一种可中低温固化的环氧预浸料基体树脂。通过对树脂力学性能、耐热性能、微观形貌和固化特征的分析,确定了树脂体系的组成和固化工艺,同时研究了该树脂制备的T700碳纤维预浸料固化后的力学性能。研究表明,环氧树脂基体浇铸体拉伸强度75MPa,模量3.3GPa,断裂伸长率3.1%,抗冲击强度22kJ/m2,玻璃化转变温度为151℃,该树脂具有良好的力学性能和耐热性;采用真空袋固化后的T700碳纤维复合材料具有良好的工艺性和力学性能,纵向拉伸强度为2350MPa,纵向压缩强度为1180MPa,弯曲强度为1400MPa,层间剪切强度为72MPa。     

CE/nano-SiO_2复合材料的RTM工艺条件

以CE(氰酸酯)树脂为基体,以硅烷偶联剂(KH-560)表面处理过的纳米二氧化硅(nano-SiO2)为改性剂,采用高速均质剪切法制备CE/nano-SiO2复合材料;然后以该复合材料体系的黏度、凝胶化时间、弯曲强度和玻璃化转变温度(Tg)为考核指标,采用单因素试验法优选出满足树脂传递模塑(RTM)工艺用复合材料体系的最佳工艺条件。结果表明:当w(nano-SiO2)=3%、工作温度为(90±10)℃、工作时间≤10 h、固化温度为110～200℃和后处理工艺条件为220℃/4 h时,复合材料在低温时具有良好的稳定性,在高温时具有良好的反应性,完全满足RTM工艺的基本要求。