酚醛改性苯并噁嗪树脂及其复合材料性能

从固化反应动力学、热分解动力学与耐烧蚀性能等方面研究了不同配比酚醛/苯并噁嗪共混树脂,并通过浸渍高硅氧玻璃布制备了相应的树脂复合材料。对其高常温力学、热学与耐烧蚀性能进行了研究。结果表明:共混树脂复合材料常温拉伸强度（214 MPa）、弯曲强度(332 MPa）、压缩强度(217 MPa）与高温层间剪切强度（21.6 MPa）等力学性能均高于酚醛树脂复合材料,热学与烧蚀性能符合耐烧蚀复合材料要求,可以作为一种性能优良的耐烧蚀复合材料。      

硅酸铝纤维/酚醛树脂复合材料高温隔热性能研究

目的考察硅酸铝纤维/酚醛树脂复合材料的烧蚀性能、高温隔热性能,同时寻求一种有多重不同隔热材料的密闭体系在高温环境下含有化学热效应的热传导过程的数值解决方法。方法将硅酸铝纤维/酚醛树脂层压复合材料用于密闭体系隔热,利用酚醛树脂高温热分解吸热的特性实现材料主动抗高温隔热的目的。用2 cm厚的硅酸铝纤维/酚醛树脂板材考察其烧蚀隔热性能。制备多层隔热材料的密闭体系进行火烧试验,火烧试验过程测试耐高温隔热材料背面温度以考察材料的隔热情况。对密闭体系包含化学热的多重隔热体系作出"等效热效应"的假设,建立体系的偏微分方程热传导模型,利用Matlab软件对模型进行数值求解,通过数值求解结果与试验测试温度的对比,验证计算结果的准确性。结果 2 cm厚的硅酸铝纤维/酚醛树脂复合材料在敞开体系经120 min单面烧蚀,其背面温度保持在140℃以下且无破坏痕迹;火烧试验中测得的无机耐高温隔热材料热分解吸热延长了其热穿透时间,密闭体系热传导模型数值解与试验结果最大偏差为37%。结论硅酸铝纤维/酚醛树脂复合材料具有良好的耐烧蚀和高温隔热性,热等效假设在解决具有化学热效应的隔热体系的传热问题具有合理性和实用性。     

碳纤维丝束结构对碳纤维/酚醛复合材料烧蚀性能的影响EI北大核心CSCD

以酚醛树脂为基体,以平纹碳布和短切碳纤维两种结构形式的碳纤维为增强剂,制备碳纤维增强的碳/酚醛复合材料。采用氧/乙炔烧蚀实验对复合材料的耐烧蚀性能进行了对比性研究,采用电子拉力试验机对复合材料的弯曲性能进行表征,采用扫描电镜对复合材料烧蚀形面进行观察,并通过固体火箭发动机对复合材料的烧蚀性能进行考核验证。研究结果表明:以这两种结构形式的碳纤维为增强剂制备的碳/酚醛复合材料,其氧乙炔质量烧蚀率的大小与碳纤维丝束的大小具有正相关的特性,碳纤维丝束越小碳纤维质量烧蚀率越低,当碳纤维增强剂处于单丝状态时,复合材料的氧乙炔质量烧蚀率达到最低为0.046 g/s,并且碳纤维的型号规格对复合材料氧乙炔质量烧蚀率的影响变小。固体火箭发动机实验表明,单丝状态下的碳纤维/酚醛复合材料的抗烧蚀冲刷性能明显优于束状碳纤维/酚醛复合材料。     

高残碳酚醛烧蚀材料的研究

对高残碳酚醛进行了表征,运用正交实验方法研究了CBFTC/HCYPR复合材料的层压成型工艺.结果表明:高残碳酚醛具有较高的残碳率、较窄的分子量分布,适合做烧蚀复合材料基体;当预固化温度为140℃、固化温度为175℃、固化压力为5MPa、固化时间为7min/mm时,CBFTC/HCYPR复合材料的弯曲性能和烧蚀性能最好.     

玄武岩纤维增强酚醛树脂复合材料烧蚀性能研究

本文选择了氨酚醛树脂以及硼酚醛树脂为基体材料,玄武岩纤维为增强材料,制备了三种耐烧蚀复合材料。对材料进行了力学性能以及耐烧蚀性能试验,发现玄武岩纤维增强高分子量硼酚醛树脂复合材料力学性能以及耐烧蚀性能最优。通过对烧蚀后材料的表面形貌SEM分析以及表面粘附物能谱分析,简要阐述了酚醛树脂树脂基烧蚀复合材料的烧蚀机理。     

自黏附型酚醛树脂流变特性及其预浸料与Nomex蜂窝芯共固化黏接性能

采用流变仪研究了固化反应温度、时间以及增韧剂和增稠剂加入量对酚醛树脂流变特性的影响,并测试了玻璃纤维增强酚醛预浸料与Nomex蜂窝芯共固化成型后玻璃纤维/酚醛-Nomex蜂窝夹层结构复合材料的板-芯黏接性能。结果表明:改性后酚醛树脂在高温时的黏度提高较多,流动性得到了有效改善,所得预浸料与Nomex蜂窝芯的界面黏接明显增强,并且当增韧剂和增稠剂的加入量与纯酚醛树脂的质量比分别为5%和3%时,所制备出的夹层板的滚筒剥离强度达到15 N·mm/mm以上,改性后酚醛树脂及其预浸料具有了一定程度的自黏附特性。此外,在共固化工艺中采用合适的升温制度,可以进一步提高玻璃纤维/酚醛-Nomex蜂窝夹层结构复合材料的板-芯黏接强度。      

炔丙基醚酚醛树脂的热性能

对于烧蚀组成物和作为碳碳复合材料的一些聚合物而言，加入固化性炔丙基醚酚醛树脂可以提高热稳定性，玻璃化温度Tg和高温耐久性。这种高Tg和低吸湿性及很好的力学性能，使其成为环氧树脂的优良替代品。有人试图用炔丙基醚改性来改进苯酚一甲醛树脂的粘接性能。炔丙基醚与可熔性酚醛混合可以得到具有很好的粘接尺寸稳定性和耐热性的热固性树脂。炔丙基醚酚醛树脂型配方，具有很好的层压操作性和固化性，具有很好的抗热性能、抗潮湿性能和低介电常数。丙炔基醚酚醛树脂改性，已使酯-酰亚胺（聚酯-聚酰胺）予聚体、聚苯丙恶唑等的热性能得到提高。     

酚醛树脂前驱体C／C复合材料研究——硼酚醛树脂理化性能分析及固化、热解过程研究

以二维渐开线型C/C扩张段为应用背景,比较了硼酚醛与其它耐烧蚀酚醛（钡酚醛、氨醛等）的主要理化性能,分析了硼酚醛树脂固化、裂解过程,探讨了面料布/硼酚醛复合材料的固化、后固化、炭化工艺,并以硼酚醛为基体前驱体制作了二维平板C/C及二维渐开线型小C/C扩张段,平板状C/C在炭化过程中无分层,力学性能较高;二维C/C扩张段通过工艺优化解决了分层问题,环向拉伸强度可达45MPa以上,实验结果说明硼酚醛树脂可用于二维渐开线型C/C扩张段的制造。     

新型石墨基复合材料导电性能与力学性能影响因素的机理分析

以石墨与酚醛树脂粉料为原料通过低温热模压成形工艺制备新型石墨基复合材料.首先进行单因素试验分析了酚醛树脂含量、固化时间对复合材料导电性能与力学性能的影响机理;然后利用均匀试验方法进行多因素试验分析了酚醛树脂含量、固化温度、固化压力对复合材料导电性能与力学性能的综合影响.     

ZrB2和POSS对碳布/酚醛复合材料烧蚀性能的影响

以ZrB2为改性剂,采用热压工艺制备了碳布/酚醛复合材料,通过氧/乙炔烧蚀实验对复合材料的烧蚀性能进行了研究,利用扫描电镜和能量色散谱仪对复合材料烧蚀形貌和成分进行了分析。结果表明:经氧/乙炔焰烧蚀后,在复合材料表面形成了一层陶瓷层,其质量烧蚀率为0.04585g/s,线烧蚀率为-0.013mm/s,经二次烧蚀后,复合材料的质量烧蚀率为0.0096g/s。当ZrB2和POSS配合使用改性碳布/酚醛复合材料时,碳布/酚醛复合材料的质量烧蚀率可达0.025g/s,二次质量烧蚀率可达0.0089g/s。     

含磷双环戊二烯酚醛固化剂的合成及固化环氧树脂的性能

合成了一种含磷酚醛型环氧树脂固化剂DCPD-DOPO,通过红外光谱和核磁共振谱对其化学结构进行了表征,采用凝胶渗透色谱测量了其相对分子质量。以DCPD-DOPO、苯酚型酚醛树脂(PF8020)或其复合物为固化剂,双酚A环氧树脂(DGEBA)为基料,制备了不同磷含量的阻燃环氧树脂。通过热重分析、差示扫描量热分析研究了环氧树脂固化物的热性能和阻燃性能;通过极限氧指数(LOI),垂直燃烧实验和锥形量热法研究了固化后环氧树脂固化物的燃烧特性。结果表明,DCPD-DOPO固化的环氧树脂的LOI可达31.6%,垂直燃烧性能达到UL94 V-0级,玻璃化转变温度(T_g)为133℃。采用DCPD-DOPO与PF8020复合物固化的环氧树脂的T_g提高到138℃以上,LOI值略有降低,但仍能通过UL 94V-0测试。DCPD-DOPO与PF8020添加DCPD-DOPO后,复合固化的环氧树脂的热释放速率峰值及总释热量较PF8020固化的环氧树脂大幅度降低。此外,还用Kissinger法对环氧树脂固化反应动力学进行了研究。     

热熔法预浸料用氰酸酯树脂的性能

采用聚醚砜(PES)对氰酸酯树脂改性,制备出PM915树脂。对PM915树脂的工艺性能和固化物性能进行了系统研究,该树脂成膜性和贮存稳定性良好,适用于热熔法预浸料工艺。研究了PM915树脂的流变性能及凝胶时间,树脂在70℃时的黏度为20 Pa·s左右,在120℃条件下可保持黏度稳定时间达115 min,160℃时凝胶时间为40 min。PM915树脂制备过程中部分反应热已释放,其拥有较低的固化放热焓,固化温度为220℃。通过引入热塑性组分PES,PM915树脂的固化收缩率低至0.16%。PM915树脂固化物具有优良的热性能,热失重5%时的温度T_d5=423℃,玻璃化转变温度T_g=276℃,热膨胀系数为4.4×10?5/℃。通过热塑性树脂的改性,引入了柔性基团,进而提高了树脂固化物的韧性,PM915树脂固化物的弯曲强度和弯曲模量分别为139.3 MPa和4.2 GPa,拉伸强度和拉伸模量分别为75.8 MPa和3.8 GPa;扫描电子显微镜（SEM）表征显示PM915树脂固化物为韧性断裂。结果表明,PM915树脂是一种适用于热熔法预浸料的氰酸酯树脂基体,且具有低固化收缩率、高尺寸稳定性和优良耐热性,可应用于卫星等航天器结构件。      

Studies on structure and properties of CNSL novolac resins prepared with succinic acid catalyst

Cashew nut shell liquid (CNSL) was used to prepare a glass fabric laminate. Two fast curing model resins were prepared using cardanol and formaldehyde in the presence of succinic acid catalyst. The resins possess ortho-ortho and ortho-para linkages. The curing kinetics of the resins showed that the resin prepared with mole ratio 0·8 possesses good curing characteristics. The IR spectra of cured resin showed responses for high ortho linkage. A CNSL high ortho novolac resin was prepared with mole ratio 0·8. The glass fabric laminates prepared with CNSL resin showed good mechanical properties and dimensional stability. It is suggested that the candidate laminate can be used as secondary load bearing structures or panels.     

环氧618树脂线加热固化特征

为了深入了解复合材料固化过程的温度变化与微结构变化特征,设计了线热源加热的固化实验方法。采用SEM技术和3D温度采集系统考察了线加热条件下树脂体系的固化生长形态、微观结构的形成过程以及固化过程体系中的温度分布和变化规律。结果表明,线加热条件下形成的固化物表面微观形貌可以直观地反映均匀加热条件下树脂体系固化过程不同时刻体系微观形貌的形成历程。研究结果对理解复合材料热压成型过程中热传递方式、热应力与微观结构的形成机理具有一定的参考价值。      

LTM树脂及其复合材料的初步研究

报告一种研制的低温固化高温使用树脂体系Xufyg-44。用它成型复合材料层压制件时,固化温度低于70 ℃,最终固化产物的玻璃化转变温度高于200 ℃,浇注体力学性能以及复合材料制件在整个固化周期中的尺寸稳定性良好。     

电子束固化环氧树脂温度效应影响因素分析

对环氧树脂电子束辐射过程中的温度特性进行了研究。利用实时3D温度场采集系统测定了辐射过程树脂体系的温度,探讨了环氧树脂化学结构、分子量、引发剂、稀释剂及其含量对体系温度的影响。结果表明,电子束作用于体系后,体系温度随辐射剂量的加大而升高,但当剂量达到某一值后,体系温度不再升高而保持恒定;此种热效应主要是由被辐射体系吸收高能电子能量引起的。树脂分子的吸电子能力取决于环氧树脂分子的化学结构,与分子量无关。加入稀释剂之后,体系会出现温度峰,且随着稀释剂含量的增多,温度峰峰顶温度升高。      

增强纤维对环氧树脂基体电子束固化特征的影响研究

通过研究增强纤维对环氧树脂的电子束辐射固化区域增长形貌及固化度梯度变化的影响发现:未经处理的碳纤维与树脂混合体系经辐射固化后,在纤维根部存在明显空隙。碳纤维经过硝酸处理后,树脂与纤维间的界面结合明显改善。加入增强纤维后,树脂体系的辐射固化层厚度和凝胶含量均有所下降,其下降幅度随纤维含量增加而变大,碳纤维的影响作用大于玻璃纤维。与纯树脂体系相比,纤维树脂混合体系在靠近电子束辐射表面处的凝胶含量随辐射深度增加现象不明显。     

聚砜/环氧树脂体系的双连续相结构及其应变激励下的修复性能

研究了聚砜含量为10%的E-51/PSF/MTHPA/2,4-EMI共混体系在等温固化时双连续相相结构的演变过程及在不同应变下的自修复性能。扫描电子显微镜(SEM)和倒置相差显微镜照片验证了双连续相相结构的演变过程。倒置相差显微镜测试的结果表明,90℃固化3 h后聚砜/环氧固化体系伸长率较高,回弹及应力松弛性能较好,后固化样品的自修复性能较理想。     

端氨基树枝状大分子PAMAM/环氧树脂 体系固化物的性能

以端氨基树枝状大分子PAMAM作为环氧树脂固化剂, 通过拉伸试验、 冲击试验、 DSC、 TGA研究了配比和固化温度对PAMAM与环氧树脂E-44的固化物性能的影响。 结果表明, 最佳固化温度为140℃, 但随着固化温度升高, 配比的影响表现出不同的规律: 80℃固化时, 最佳配比为0.47, 此时拉伸强度和冲击强度最佳, 玻璃化转变温度最高, 交联密度最大; 而在80℃以上固化时, 最佳配比逐渐向低配比方向移动, 140℃固化时, 最佳配比为0.28, 此时拉伸强度和冲击强度最佳, 玻璃化转变温度最高, 交联密度最大。固化物的密度和体积收缩率都是配比为0.47时最大, 而热稳定性都是配比为0.28时最佳。利用滴定法测定了固化物的固化度, 结果表明, 随着固化温度的升高, 低配比体系的固化度迅速提高并接近化学计量点配比体系的固化度。      

环氧树脂与氰酸酯共固化物的结构与性能

研究了用乙酰丙酮过渡金属络合物等促进剂催化促进环氧树脂与氰酸酯(在氰酸酯欠量,适量和过量条件下)的共固化反应行为、固化反应的机理、固化物的结构特征以及结构与性能关系.结果表明,促进剂能明显地降低体系的固化反应温度,缩短固化反应时间,其促进效果与促进剂种类有关.在固化反应过程中,先是氰酸酯发生自聚反应形成二聚体或三聚体(三嗪环),然后二聚体进一步形成三嗪环,此过程伴随着环氧树脂的聚醚反应,最后是三嗪环与剩余的环氧基反应形成噁唑烷酮.在氰酸酯欠量的条件下,固化物的交联结构主要是聚醚网络结构和噁唑烷酮结构,三嗪结构很少.在氰酸酯适量和过量条件下,固化物交联结构主要是三嗪环和噁唑烷酮结构,聚醚结构很少.随着氰酸酯含量的增加,三嗪结构随之增加,聚醚结构减少,固化物的耐热性能和介电性能随之提高.