碳布增强聚芳基乙炔新型防热材料

本文研究了新型高碳聚芳基乙炔树脂(PAA)的成碳率及其碳布增强防热材料(2DC/PAA)成型工艺,对复合材料的性能进行了表征.结果表明,聚芳基乙炔树脂的成碳率高于酚醛树脂,C/PAA材料烧蚀性能优异,氧-乙炔线烧蚀率0.004mm/s;但材料机械性能较低,剪切强度仅为5.8MPa.     

4，4＇-二炔丙氧基二苯醚与二乙炔基苯共聚合及其共聚物性能研究

通过4,4＇-二炔丙氧基二苯醚与二乙炔基苯共聚制备改性聚芳基乙炔树脂（MPAA）,并对工艺性能、浇铸体热性能及其复合材料的力学性能进行研究。DSC研究表明,MPAA有效降低了PAA树脂的固化热,MPAA具有良好的工艺性能;TGA、DMA结果表明,固化MPAA与PAA相比,脆性得到改善,仍具有较好的热稳定性,MPAA在800℃时的残碳率为76％。MPAA树脂基复合材料的力学性能比PAA树脂有明显提高,230℃下弯曲强度保留率为82％。     

4,4''''-二炔丙氧基二苯醚与二乙炔基苯共聚合及其共聚物性能研究

通过4,4'-二炔丙氧基二苯醚与二乙炔基苯共聚制备改性聚芳基乙炔树脂(MPAA),并对工艺性能、浇铸体热性能及其复合材料的力学性能进行研究,DSC研究表明,MPAA有效降低了PAA树脂的固化热,MPAA具有良好的工艺性能;TGA、DMA结果表明,固化MPAA与PAA相比,脆性得到改善,仍具有较好的热稳定性,MPAA在800℃时的残碳率为76%.MPAA树脂基复合材料的力学性能比PAA树脂有明显提高,230℃下弯曲强度保留率为82%.     

聚芳基乙炔树脂及其复合材料的研究现状

聚芳基乙炔具有杰出的耐高温性能,可作为热防护材料的基体树脂,并且其碳纤维／PAA复合材料的耐烧蚀性能和可靠性远远高于传统的碳／酚醛,其耐高温性能优于当前性能最好的聚酰亚胺（PI）,结构稳定性和吸湿性远优于环氧树脂,因此在航天器部件方面有很大应用潜力。主要介绍了聚芳基乙炔的单体、合成方法、性能特点、改性及其复合材料的研究进展和发展前景。     

碳布增强聚芳基乙炔新防热材料

本文了新型高碳聚芳基乙炔树脂的成碳率及其碳布增强防热材料成型工艺,对复合材料的性能进行了表征。     

碳/芳基乙炔聚合物复合材料的烧蚀性能

芳基乙炔聚合物(PAA)具有很好的耐热性能，其玻璃化转变温度为327．6℃，起始热分解温度为503℃，最大热分解温度为663℃，900℃时的残碳率高达84％；且用芳基乙炔做基体材料，用碳布做增强材料的碳／芳基乙炔聚合物复合材料的平均线烧蚀速率为0．007mm／s，低于相应的碳／酚醛复合材料的烧蚀速率，可作为新型耐烧蚀材料使用。     

高碳树脂—聚芳基乙烯（PAA）

本文研究了新型高碳树脂－聚芳基乙炔，使用热预聚和催化预聚法来控制树脂强烈的固化放热，聚芳基乙炔树脂具有高达８０％的残碳率。     

高碳树脂-聚芳基乙炔(PAA)

本文研究了新型高碳树脂－聚芳基乙炔，使用热预聚和催化预聚法来控制树脂强烈的固化放热，聚芳基乙炔树脂具有高达８０％的残碳率。     

碳纤维/聚芳基乙炔复合材料界面改性方法的研究

为了改善碳纤维/聚芳基乙炔复合材料的界面性能,采用表面氧化、表面接枝、偶联剂、表面涂层等方法对碳纤维进行表面处理,探讨了各种方法对非极性聚芳基乙炔树脂基复合材料的界面改性效果。研究表明,纤维表面氧化处理后有利于碳纤维/聚芳基乙炔复合材料界面性能的改善,在此基础上通过表面接枝及表面偶联剂处理在纤维表面引入可与基体树脂发生反应的基团,可以达到非极性树脂基复合材料界面改性的目的。极性的高碳酚醛树脂可以更好地浸润氧化后的纤维表面,并且与聚芳基乙炔树脂在结构上相似,因此作为涂层处理纤维表面后可以明显提高材料的界面性能,该方法适于进行3D织物的改性处理,是较为理想的处理方案。     

粗糙度对碳纤维/聚芳基乙炔复合材料界面性能的影响

采用二氧化碳超临界(scCO2)处理碳纤维(CF)表面的方法,研究了粗糙度对碳纤维/聚芳基乙炔(PAA)树脂复合材料界面性能的影响.处理前后的碳纤维通过XPS,AFM和表面能测量进行了表征.CF/PAA复合材料的界面力学性能通过层间剪切强度测试(ILSS)与断口形貌分析进行了评价.结果表明,scCO2处理前后碳纤维表面的化学组成基本上没有变化.随着碳纤维表面粗糙度的增加,CF/PAA复合材料的界面力学性能先增加后减小.其中粗糙度范围为30～45 nm的样品有最高的ILSS值,43.36MPa,比未处理的样品提高了44%.对复合材料的ILSS提高起主要作用的因素是碳纤维与PAA树脂的界面齿合作用.而齿合作用程度的不同主要是由于不同粗糙度而引起的碳纤维表面物理状态的不同.     

有机蒙脱土改性环氧树脂胶粘剂的制备工艺优化设计

采用不同碳链的季铵盐阳离子作为插层剂与蒙脱土层间的无机阳离子(Ca2+)交换,制备出系列有机蒙脱土,用有机蒙脱土对环氧树脂进行改性,制备了纳米有机蒙脱土/环氧树脂结构胶,同时,用4因素3水平正交试验设计对关键配料参数进行了优化,并对结构胶的剪切强度和冲击强度进行了测试。研究表明,优化配制的纳米改性环氧树脂胶粘剂是一种高性能的结构胶粘剂,其钢-钢剪切强度可达29.2 MPa,冲击强度可达33.8 MPa,有效地改善了环氧树脂胶粘剂的粘接性能。     

含苯炔基侧链的聚酰亚胺树脂及其复合材料

采用联苯酐(3,4′-BPDA)与4,4′-二氨基二苯醚(4,4-ODA),3,5-二氨基-4′-苯炔基二苯甲酮(DPEB),苯炔基苯酐(PEPA)制备了不同分子质量的聚酰亚胺树脂。通过流变分析,热重分析,红外光谱,动态热力学分析及静态力学性能测试等研究了分子结构,分子质量等因素对聚酰亚胺树脂耐热性和力学性能的影响。结果表明,合成的聚酰亚胺树脂具有优异耐热性能和较高的韧性,固化后树脂的玻璃化转变温度为379℃,5%热失重温度高于550℃,并且浇注体的拉伸强度是61 MPa,断裂伸长率是6.2%.碳纤维复合材料的室温弯曲强度为1 850 MPa,层间剪切强度为84 MPa,316℃时弯曲强度为946 MPa,剪切强度为46 MPa,具有良好的高温力学保持率。     

Effectiveness of carbon microcoils as a reinforcing material for a polymer matrix

Spring-shaped carbon microcoils (CMCs) were embedded in epoxy resins to form CMC/epoxy resin composites. The mechanical properties of the composites were examined and compared with those of conventional straight carbon fiber (CF) /epoxy resin composites. CMCs were found to be more effective than CFs as a reinforcing material for the epoxy resin having a low Young’s modulus (0.54 MPa). SEM images of the fractured cross-sections of the composite revealed that CMCs were not pulled out from the resin matrix but fractured with the matrix. This could be ascribed to the unique conformations of CMCs.     

有机硅改性酚醛树脂的研究

采用有机硅改性剂通过共混法改性了热固性酚醛树脂。通过红外,热重分析以及力学性能测试研究了有机硅用量对酚醛树脂热性能和力学性能的影响。结果表明:加入的有机硅改性剂的质量分数为25%时,酚醛树脂的主体结构分解温度提高了36℃,分解速率降低了21%,最终残炭率增加了10.05%,并且拉伸强度由49.68 MPa提高到77.46 MPa,冲击强度由8.3 kJ/m2提高到11.89 kJ/m2。     

Bio-resourced eugenol derived phthalonitrile resin for high temperature composite

Eugenol (EG) is an abundant renewable compound that has been widely used in the synthesis of bio-based thermosetting resin, but there are few reports on the phthalonitrile (PN) resin derived from EG. In this study, a new kind of bio-based PN resin (MEG-PN) derived from EG derivative was successfully synthesized. PN is a traditional class of high-performance thermosets with poor processability for its ultra-high melting point and curing temperature. The MEG-PN resin possesses excellent processability: its melting temperature is much lower (77°C), and it can be cured at a moderate temperature (281°C) in the absence of curing agents. The cured MEG-PN resin exhibited great heat resistance according to its 5% weight loss temperature at 448°C and its char yield percentage as high as 75.6% at 800°C under nitrogen. The properties of the carbon-fiber reinforced MEG-PN composite were comparable to those of petroleum-based PN resins: the glass transition temperature was around 397°C; the flexural strength and modulus were as high as 756 MPa and 119 GPa, respectively. Overall, a bio-based PN thermoset with great comprehensive performance was synthesized possessing the potential in the application of advanced composite.     

芳纶纤维/AFR树脂复合材料界面粘结性能的研究

为了改善芳纶纤维复合材料的界面粘结性能,合成了一种新型树脂(AFR)作为基体,以未经任何表面处理的芳纶纤维作增强材料,制备了芳纶纤维/AFR复合材料。采用测定表面能、接触角、层间剪切强度、横向拉伸性能和扫描电镜观察形貌等方法,从宏观和微观等方面研究了芳纶纤维/AFR复合材料的界面粘结性能。结果表明,AFR树脂与芳纶纤维有相近的表面能,AFR树脂溶液与芳纶纤维的接触角为42.8°,而环氧树脂(EP)与芳纶纤维的接触角为68°,说明AFR树脂对芳纶纤维的润湿性优于EP树脂;芳纶/AFR复合材料的层间剪切强度、横向拉伸强度和纵向拉伸强度分别为74.64MPa、25.34MPa和2256MPa,比芳纶/EP复合材料的相应强度分别提高了28.7%、32.5%和13.4%,其复合材料破坏面的形貌也说明芳纶纤维与AFR树脂之间的界面粘结性能较好。     

烧蚀复合材料用酚醛树脂的结构表征及性能

采用FTIR、GPC、DSC及TG等方法对4种烧蚀复合材料用酚醛树脂(钨酚醛树脂(WPR)、硼酚醛树脂(BPR)、高残炭酚醛树脂(HCYPR)、S-157酚醛树脂)固化前的结构、分子质量及其分布、固化历程、热失重特性进行了表征和对比,以便为烧蚀复合材料基体的筛选提供理论依据。研究结果发现,S-157PR的分子质量最小,分布最窄,浸润性最好;4种酚醛树脂的固化峰温依次为HCYPR>BPR>WPR>S-157PR;800℃残炭率依次为BPR>HCYPR>WPR>S-157PR。