预浸料用环氧树脂的复配及其耐热性研究

在热熔膜法制备预浸料的前提下,将不同的通用环氧树脂与多官能度环氧树脂复配,找到最佳的耐热树脂体系。采用示差扫描量热法(DSC)、动态热机械分析(DMA)、热变形温度测试及平板拔丝法研究了该树脂体系中潜伏性固化剂双氰胺(DICY)和促进剂苯基二甲脲(UR300)的合适配比。采用DSC和红外光谱法(FTIR)研究了该体系的固化制度。采用DMA、热变形温度及热重分析法(TGA)研究了该体系的耐热性。结果表明,DICY和UR300的最佳用量为树脂总质量分数的7%和1.5%。固化制度为105℃/2 h+130℃/2 h+160℃/2 h。固化物的玻璃化转变温度(Tg)为205.5℃,热变形温度为196.5℃,热失重5%、10%和50%时的温度分别为330.3℃、359.8℃和415.5℃,具有优异的耐热性。     

环氧树脂／酸酐固化体系的固化动力学及耐热性研究

通过不同升温速率下的DSC研究了环氧树脂/酸酐固化体系的固化动力学.利用DSC、DMA和TGA研究了固化体系的耐热性能.通过分析确定了体系的固化工艺,采用Kissinger、Ozawa法计算出固化体系的表观活化能.其均值为62.00 kJ/mol,结合Crane公式求出反应级数为0.92.采用DSC法测得玻璃化转变温度Tg=183℃.采用DMA法测得玻璃化转变温度Tg=182℃.热失重曲线表明,固化体系的起始分解温度为350℃.     

联苯酚醛环氧树脂固化动力学及热性能研究

以4,4'-二氨基二苯砜(DDS)为固化剂,采用非等温示差扫描量热法(DSC)研究了联苯酚醛环氧树脂(BPNE)的固化动力学。通过外推法确定了体系的固化工艺。采用Kissinger、Ozawa法计算出固化体系的表观活化能,根据Crane理论计算得到该体系的固化反应级数。采用DSC,热重分析(TGA)研究了固化物的耐热性。结果表明:BPNE的固化工艺为160℃/2h+200℃/2h+230℃/2h;固化反应的活化能约为61.86kJ/mol,指前因子为5.27×105min-1,反应级数为1.1;玻璃化转变温度(Tg)为167℃,其10%热失重温度为398.1℃,800℃残炭率为29.37%,与双酚A环氧树脂/DDS固化物相比,分别提高了22℃,11.71%。     

环氧树脂/有机化蒙脱土纳米复合材料的研究

采用插层原位聚合法制备了环氧树脂/有机化蒙脱土(EP/OMMT)纳米复合材料,探讨了OMMT的剥离结构及其对EP/OMMT纳米复合材料热性能和力学性能等影响。结果表明:当w(OMMT)=7%时,EP/OMMT纳米复合材料的热变形温度提高了24～27℃,Tg(玻璃化转变温度)提高了20～30℃,并且其力学性能和耐湿热性能均优于纯EP体系。     

环氧树脂/纳米氢氧化铝体系固化反应动力学研究

本文对环氧树脂体系(EP)与加入纳米氢氧化铝(Nano-ATH)的环氧树脂体系进行了固化动力学研究,用n级反应模型分析了一系列差示扫描量热法(DSC)的试验数据,计算出了两个体系的反应活化能分别为63.15kJ/mol和66.43 kJ/mol,反应级数均为一级反应。并对两个体系的玻璃化转变温度(Tg)作了比较。研究结果表明:加入Nano-ATH的树脂体系活化能得到提高,Tg升高约12℃,具有更好的耐热性。     

纳米粒子改性环氧树脂玻璃化转变温度的研究

采用示差扫描量热分析(DSC)研究了纳米A l2O3粒子改性的环氧树脂基体玻璃化转变温度与纳米粒子含量之间的关系以及纳米粒子含量对改性体系固化剂用量的影响。结果表明,随着纳米粒子含量的提高,改性树脂的玻璃化转变温度逐渐下降,由纯树脂的224℃下降到182.5℃(纳米粒子用量30%,固化剂添加量70%)。并且纳米粒子的加入会影响树脂基体的固化反应。达到玻璃化转变温度峰值时的固化剂用量并非按照改性体系中环氧树脂含量等当量比加入,而是与纳米粒子含量有关,纳米粒子含量越高,达到玻璃化转变温度峰值时固化剂用量越少。     

9518树脂/玻璃纤维织物复合材料的性能研究

采用流变仪、DSC、TGA等方法研究了9518树脂的流变性能、玻璃化转变温度和热分解温度,流变试验结果表明温度从30℃升到150℃时粘度下降,120℃变化到150℃时凝胶时间缩短。DSC曲线表明在174℃环氧树脂与氰酸酯发生交联反应,玻璃化转变温度为228℃。TGA曲线表明9518树脂的起始分解温度为260℃,EW220/9518和SW220/9518复合材料的力学性能良好,150℃下EW220/9518复合材料的力学性能保持率86%。     

新型改性双马来酰亚胺树脂(JM)及PBO/JM复合材料力学性能、耐热性能研究

本文研究了新型改性双马来酰亚胺树脂(JM)及PBO/JM复合材料的力学性能和耐热性能。分别采用旋转粘度计对JM树脂的粘度进行了测试,采用材料万能试验机对树脂浇铸体及PBO/JM复合材料的力学性能进行了测试,采用DMA和TGA对树脂及其复合材料的玻璃化转变温度和热分解温度进行了分析。结果表明,JM树脂具有较好的成型工艺性,能够满足复合材料干法、湿法缠绕成型工艺的要求;JM树脂具有较高的强度和模量,但固化物脆性较大,其力学性能有待进一步改善;JM树脂的玻璃化转变温度和5%热失重温度分别达到366.6和410.4℃;PBO/JM复合材料的耐热性能远高于PBO/环氧复合材料。     

苯并(噁)嗪/环氧树脂共聚固化过程研究

采用FT-IR、DSC研究苯并(噁)嗪与环氧树脂通过熔融搅拌混合均匀后,固化过程中2种树脂发生开环共聚合的可能性.结果表明:苯并(噁)嗪与环氧树脂熔融混合后,在高温区(180 ℃,200 ℃)发生了共聚反应,苯并(噁)嗪开环过程形成的中间体可以作为环氧树脂的固化剂使用.玻璃化转变温度随着共聚体系中环氧树脂含量的增加先升高,环氧树脂含量超堵塞30%降低,当苯并(噁)嗪与环氧树脂的质量比为70/30时,Tg达到最高(218 ℃),熔融共混在一起程度上提高了共聚体的玻璃化转变温度.     

叔胺催化环氧树脂/水性醇酸树脂固化行为及其性能研究

从合成的水性醇酸树脂(AR)和水性环氧树脂(ER)出发,合成了水性ER/AR树脂,用红外光谱仪、差示扫描量热仪研究了叔胺催化的固化行为;用动态力学谱仪、热重分析技术研究了材料的玻璃化转变温度(Tg)和热降解性能,测定了ER/AR玻璃钢复合材料的力学和电性能以及涂膜的性能。结果表明,N-N二甲基苄胺对该体系有很好的催化作用;材料的Tg随着AR含量的增加呈现降低的趋势,当ER/AR的质量比为5 ：5时,Tg为64.6 ℃,拉伸强度为141.67 MPa,冲击强度达到120.54 kJ/m2;ER/AR玻璃钢复合材料的介电常数在1.5 1.99之间, 损耗角正切在0.001~0.008之间;涂膜的硬度高于4H,冲击强度可达20 kg·cm。     

改性氰酸酯纤维缠绕工艺研究

本文采用环氧树脂改性氰酸酯树脂,研究出适用于纤维湿法缠绕的低粘度并具有较高耐热性能的改性树脂体系。通过试验研究确定了树脂体系的纤维湿法缠绕工艺,对改性树脂与碳纤维复合材料的力学性能进行了研究,并进行了标准容器爆破试验。研究结果表明：改性氰酸酯树脂体系的粘度小（420mPa·S,25℃）,并具有较长使用期（30小时以上）,完全适用于湿法缠绕工艺。使用改性氰酸酯体系缠绕的标准容器,其纤维方向复合材料性能相当于环氧树脂体系缠绕的容器,并且具有较高的玻璃化转变温度（Tg=232℃）,与现有的环氧树脂体系相比,玻璃化转变温度提高了30％～40％。     

复合材料气瓶用环氧树脂固化性能研究

为了制造复合材料气瓶,采用红外光谱、动态模量分析(DMA)等方法研究了按不同升温制度固化的复合材料气瓶用环氧树脂基体的反应固化度、玻璃化转变温度(Tg)以及其力学性能,以考察固化温度对树脂基体性能的影响,并对2种固化制度各自优缺点进行了对比分析。结果表明:加上促进剂可有效降低固化反应温度,80℃固化8 h固化度可达95%以上。同130℃固化4 h结果相似。试验证明该基体配方可以作为高性能湿法缠绕复合材料气瓶用树脂基体配方。     

耐高温拉挤环氧树脂及其复合材料性能研究

本文研究了改性多元缩水甘油胺型耐高温环氧树脂的固化动力学,分析了该树脂体系的浇注体性能,制备了碳纤维拉挤复合材料,并通过热机械分析(DMTA)考察了树脂浇注体及其复合材料的动态热机械性能.结果表明,树脂体系的凝胶化温度与固化温度相差较小,固化反应放热集中,适合于快速拉挤成型;其复合材料具有优良的耐高温性能,玻璃化温度(Tg)达到210℃以上.     

复合材料缠绕成型用电子束固化环氧树脂体系研究

为了研究适合于缠绕成型的低粘度可电子束固化复合材料的耐热环氧树脂基体,研究了不同组成的电子束固化树脂体系的粘度与温度的关系、耐热性与辐射剂量的关系及浇注体的力学性能。研究表明,树脂EB-4在60℃时粘度为389 mPa.s,树脂辐射固化的最佳剂量为150 kGy,而且在150 kGy辐射固化的EB-1、EB-4的玻璃化转变温度Tg分别为212.96℃、214.77℃,EB-4树脂浇注体的拉伸强度可以达到52.7 MPa,拉伸弹性模量2.79 GPa,断裂延伸率为2.18%,是1种适用于室温或低温下缠绕成型的耐热电子束固化环氧树脂基复合材料树脂体系。     

双酚芴环氧树脂体系热性能和粘接性能研究

环氧树脂是一种性能优异的热固性树脂，在结构胶粘剂和纤维增强复合材料领域应用广泛。但是常见的环氧树脂体系耐热性普遍较差，近年来，航空航天领域对材料的热性能提出了更高的要求，常规的环氧树脂体系已经无法满足耐高温需求。针对该问题，我们设计了一种耐热性较高的双酚芴型环氧树脂体系，并对其热性能和粘接性能进行了研究。在本文中，首先采用流变学方法和DSC研究了其工艺性能，使用DMA和TGA法分析了环氧树脂体系的耐热性能，并通过单搭接剪切试验测试了该环氧体系的粘接性能。结果表明，双酚芴型环氧树脂体系可在180℃固化，固化后的玻璃化转变温度达到190℃，失重5%时的温度为392℃，150℃时的剪切强度为5.8 MPa，展现了优异的耐热性能和粘接性能。     

苯并口恶嗪/环氧树脂共聚固化过程研究

采用FT-IR、DSC研究苯并口恶嗪与环氧树脂通过熔融搅拌混合均匀后,固化过程中2种树脂发生开环共聚合的可能性。结果表明:苯并口恶嗪与环氧树脂熔融混合后,在高温区(180℃,200℃)发生了共聚反应,苯并口恶嗪开环过程形成的中间体可以作为环氧树脂的固化剂使用。玻璃化转变温度随着共聚体系中环氧树脂含量的增加先升高,环氧树脂质量分数超过30%后降低,当苯并口恶嗪与环氧树脂的质量比为70/30时,Tg达到最高(218℃),熔融共混在一起程度上提高了共聚体的玻璃化转变温度。     

乙烯基树脂后固化制度的优化研究

采用DSC法研究了乙烯基树脂体系的固化动力学参数,并通过对该体系树脂浇铸体的固化度、力学性能、玻璃化转变温度的测试确定了最佳后固化制度。结果表明,该体系固化反应的表观活化能为56.27 kJ/mol,频率因子为4.96×107/s,反应级数为0.9;最佳后固化制度为100℃/1 h,此时固化度可达94.7%,弯曲强度可达102.6 MPa,拉伸强度可达64.1 MPa,玻璃化转变温度可达107.8℃。     

一种中温固化高性能玻纤布复合材料研究

采用EW180B斜纹玻纤布和一种中温固化高性能树脂制备预浸料。测试了EW180B斜纹玻纤布及其预浸料复合材料的性能,并与高温固化树脂相应玻纤布复合材料的性能进行了对比。结果表明,该中温固化高性能树脂复合材料的耐热和高温性能与高温固化树脂复合材料相当;其树脂体系是增韧改性环氧树脂,复合材料夹层结构的滚筒剥离强力高;且复合材料耐热性好,玻璃化转变温度(Tg)达200℃。     

耐高温环氧树脂增韧体系的研究

使用双酚A型环氧乙烯基酯树脂(VER)与双酚F型环氧树脂(EP)同步固化的方法，对环氧树脂进行增韧；采用DSC研究了混合体系的固化反应过程，对固化材料的力学性能和热机械性能进行了测试，并用扫描电子显微镜(SEM)表征其形态结构。结果表明，当m(VER)：m(EP)=90：10时，固化材料的的玻璃化转变温度达到207．3℃，分别比纯环氧树脂和纯VER树脂高25℃和75℃；当m(VER)：m(EP)=50：50时，材料的冲击强度达到了8．08kJ／m2，体系具有最好的综合机械性能和较好的耐热性。     

无人机用耐湿热中温环氧树脂体系研究

为满足无人机对树脂基复合材料湿热性能的要求,通过配方设计,本文开发出了一款耐湿热中温环氧树脂,沸水水煮72h后,玻璃化转变温度仍然高于120℃。采用热熔两步法,将ZT7F碳纤维与该树脂体系制作5批次预浸料,并用热压罐法制作了层压板,测试了层压板CDT、RTD、ETW状态下的力学性能,湿热性能保持率均达到70%以上,且批次性能稳定,满足无人机对树脂基复合材料的性能要求。