微波辐照聚合物及其复合材料应用的研究进展

介绍了微波辐照作用机理,综述了近年来聚合物及其复合材料的微波固化研究进展,着重讨论了环氧树脂及其复合材料微波固化与热固化作用的对比、影响微波固化速率的因素以及微波固化对材料结构、性能的影响,简要介绍了其他聚合物及其复合材料的微波辐照固化研究,最后探讨了微波辐照技术未来的发展趋势。     

一种碳纤维/环氧预浸料的微波固化特性及其层合板的微波固化工艺研究

采用差示扫描量热法(DSC)和傅里叶变换红外光谱法(FTIR)研究一种碳纤维/环氧预浸料在微波辐射下的固化特性,并对碳纤维/环氧预浸料层合板的微波固化-真空袋成型工艺中存在的真空袋易过热破损的问题进行研究。结果表明:与热固化相比,微波固化能够明显缩短固化时间,而且不会改变最终固化产物的分子结构;碳纤维/环氧预浸料的尺寸大小对其微波固化行为有一定的影响;通过控制微波功率,可以有效地解决在碳纤维/环氧复合材料微波固化过程中存在的真空袋过热破损的问题,且微波固化可获得固化时间控制在60min左右、固化度达95%以上的碳纤维/环氧复合材料层合板,微波固化时间比传统热固化(固化时间大于2h)缩短了一半以上。     

环氧树脂及其复合材料微波固化研究进展

在介绍微波固化技术的原理及其优点的基础上,综述了环氧树脂及其复合材料的微波固化研究进展,重点讨论了微波固化对环氧树脂及其复合材料固化体系的固化速率、固化产物力学性能和热性能的影响,介绍了颗粒增强环氧树脂和纤维增强环氧树脂两种适合微波固化的复合材料系及工业应用关键技术问题,并对环氧树脂及其复合材料微波固化的应用前景进行了展望。     

热固性树脂及其复合材料的微波固化研究

介绍了微渡热效应原理,综述了近年来热固性树脂及其复合材料的微波固化研究进展,重点讨论了微波固化工艺及其与加热固化在固化时间、力学性能等方面的比较;颗粒、纤维增强及改性热固性树脂的微波固化研究以及它的工程应用.指出微波固化具有良好的发展前景,并且在此基础上提出了在微渡固化研究中还需重点关注的问题与研究发展方向.     

低温固化高性能复合材料技术

主要综述了低温固化高性能环氧复合材料技术和低温固化耐高温复合材料技术的发展及其应用现状。对于低温固化环氧复合材料,主要介绍了环氧复合材料的低温固化剂技术、低温固化环氧复合材料固化特性、力学性能和低温固化环氧复合材料的应用等。对于低温固化耐高温复合材料,主要介绍了可在高温环境下长期使用的低温固化聚酰亚胺复合材料。     

微波固化碳纤维/环氧树脂复合材料NOL环及其力学性能

采用微波固化技术,对碳纤维/环氧树脂复合材料NOL环进行了固化试验研究。综合运用红外光谱、微观CT扫描系统、力学拉伸试验机和扫描电子显微镜等试验方法分析材料的固化行为、微观形态及力学性能,并与传统热固化试样进行了对比。研究结果表明,微波固化方式与传统热固化方式的固化机理不同,微波固化可显著缩短固化周期;微波固化过程中未引入新的化学反应,且2种固化方式所获得的固化产物化学结构相同;CT扫描分析揭示出微波功率的大小对碳纤维复合材料孔隙率有着重要的影响;在相同固化温度条件下,微波固化复合材料NOL环的拉伸强度和层间剪切强度均低于热固化复合材料,这主要归因于微波固化复合材料具有较大的孔隙率;扫描电镜分析表明微波固化复合材料树脂和纤维的粘接情况要稍好于热固化复合材料。     

玻璃纤维/环氧树脂复合材料的微波固化行为及力学性能

采用微波固化技术,对玻璃纤维/环氧树脂复合材料进行固化试验研究,运用红外测温方法、差示扫描量热仪、力学拉伸试验机和扫描电子显微镜等试验手段分析其固化行为及微观形态,对固化试样进行了力学性能测试,并与热固化试样进行了对比。研究结果表明,微波固化能显著提高固化反应速率,相比热固化缩短了78%的固化时间;微波固化复合材料具有比热固化复合材料高的玻璃化转变温度(Tg);微波固化试样的拉伸强度能达到热固化试样的85%,而面内剪切强度却要高于热固化试样约5%。扫描电镜分析表明微波固化试样树脂基体与纤维的粘接情况要稍好于热固化试样。     

基于微波固化工艺的碳纤维T800/环氧树脂复合材料固化反应动力学

针对微波固化工艺下的碳纤维（T800）/环氧树脂复合材料的固化反应行为,运用非等温差示扫描量热（DSC）法,研究了T800/环氧树脂复合材料的固化反应放热过程。基于Kamal动力学模型,采用粒子群全局优化算法,拟合得到了纯微波固化工艺及高压微波固化工艺的T800/环氧树脂复合材料固化反应动力学方程,通过实验验证,该方程能够很好地描述T800/环氧树脂复合材料微波固化反应动力学行为。并系统对比研究了不同固化工艺方法对T800/环氧树脂复合材料固化反应动力学的影响。结果表明：相比传统热固化工艺,微波固化工艺能够有效提高T800/环氧树脂复合材料的固化反应速率并降低其固化反应的活化能,同时固化压力的引入对T800/环氧树脂复合材料的固化反应有一定的促进作用。     

微波固化改性环氧树脂/碳纤维复合材料研究

为探寻微波固化改性环氧树脂/碳纤维复合材料修复不同基体材料损伤的最佳工艺,采用红外热像仪观察不同微波工艺对其固化后的温度变化情况,并利用电子万能试验机对固化后的试样进行了拉伸强度测试.结果表明:将改性环氧树脂/碳纤维复合材料粘接在玻璃纤维复合材料基体上时,随着微波固化功率和固化时间的增加,固化结束后表面温度明显增加,最高温度达到270℃,而当将其粘接在45钢基体上时,随着微波固化功率的增加,固化结束后表面温度变化不明显,最高温度仅为60℃.利用该复合材料修复不同基体材料的损伤,其静强度恢复率达到90%以上,可以满足野战条件下,装备零部件损伤快速修复的要求.     

微波固化环氧树脂(E44/DDM)的热性能及膨胀性能

利用微波辐照固化环氧E44／二苯甲烷二胺(DDM)体系，考察了固化温度、固化时间以及微波功率之间的关系，分析了固化过程。利用FT-IR、DSC、热膨胀仪分别表征了体系的固化度、玻璃化转变温度(Tg)、热分解温度以及热膨胀系数(α)。结果表明，与热固化过程相比，微波能显著提高E44／DDM的固化速度，缩短凝胶化时间。且微波固化物具有较高的热分解温度和较低的线膨胀系数α。     

环氧树脂/填料功能梯度材料的微波固化及其水声性能研究

以环氧树脂和蛭石粉为原料,采用微波固化制备了环氧树脂/蛭石粉水声功能梯度材料,研究了微波固化对试样的玻璃化转变温度、动态力学性能的影响,并着重对功能梯度材料的水下吸声性能进行了研究。研究表明,用微波固化制备功能梯度材料是可行的,微波固化对固化试样的玻璃化转变温度、动态力学性能影响不大,但能明显提高试样在低频区域的吸声性能。     

Improvement of the Compressive Strength of Carbon Fiber/Epoxy Composites via Microwave Curing

Microwave processing was used to cure the carbon fiber/epoxy composites and designed for improving the compressive strength of the materials. By controlling the power of microwave heating, vacuum bagged laminates were fabricated under one atmosphere pressure without arcing. The physical and mechanical properties of composites produced through vacuum bagging using microwave and thermal curing were compared and the multistep(2-step or 3-step) microwave curing process for improved compressive properties was established. The results indicated that microwave cured samples had somewhat differentiated molecular structure and showed slightly higher glass transition temperature. The 2-step process was found to be more conducive to the enhancement of the compressive strength than the 3-step process. A 39% cure cycle time reduction and a 22% compressive strength increment were achieved for the composites manufactured with microwave radiation. The improvement in specific compressive strength was attributed to better interfacial bonding between resin matrix and the fibers, which was also demonstrated via scanning electron microscopy analysis.     

颗粒Al_2O_3增强环氧树脂复合材料的微波固化动力学及性能

利用Avrami法研究了Al_2O_3颗粒及其添加量对E51/DDS体系的微波固化表观活化能的影响,采用差示扫描量热、动态力学分析、力学性能测试和扫描电子显微镜等试验手段对产物的热性能、力学性能及微观形态进行研究。结果表明,Al_2O_3颗粒增强E51/二氨基二苯砜(DDS)体系可以显著降低其微波固化的反应活化能,其中相比于未添加的体系,添加量达到40%时,其微波固化活化能降低了19.3%;加入Al_2O_3颗粒可以提高体系的玻璃化转变温度,增加幅度与添加量正相关;且体系的损耗模量随着添加量的增加而降低。拉伸和弯曲模量随着Al_2O_3添加量的增加而增加,而拉伸和弯曲强度则呈现先增加后减小的趋势。断面分析表明Al_2O_3颗粒的存在阻止了微裂纹的扩展,消耗更多的能量,提高了浇注体的力学性能。     

微波固化环氧泡沫材料的结构和性能研究

以聚酰胺树脂、E51、E31环氧树脂为主要原料,以水为发泡剂,用微波方法制备了环氧泡沫材料,测定了环氧泡沫材料的密度和压缩性能,并对泡沫材料进行了FTIR、TGA、SEM、DMA分析.结果表明,用微波固化制备环氧泡沫材料具有高效率的特点,所制备的环氧泡沫具有优良的压缩力学性能;环氧组成对泡沫密度、泡沫结构、动态力学性能和热分解行为有较大影响.     

复合材料的微波处理

尝试将微波技术用于复合材料的制造，并检验了微波处理后材料的宏观特征、弹性模量和弯曲强度，试料为长玻璃纤维强化的树脂基单向复合材料，纤维的体积分数为５６％，微波处理的工艺为：ｐ１ｋｗ，持续３ｍｉｎ，未施加压力，显微观察发现，处理后的材料中存在富基体的层，基体中有极少数的气泡，用超声波技术和弯曲实验测出了材料的弹性模量和弯曲强度，研究结果表明，微波处理速度快，且处理后的力学性能较好。     

多官能团环氧树脂体系的固化反应

采用非等温差示扫描量热（DSC）对多官能团环氧树脂体系固化反应进行了研究,确定了环氧树脂所用固化剂为甲基纳迪克酸酐（MNA）。对AG-70/MNA/2-乙基-4-甲基咪唑（EMI-2,4）环氧树脂体系在不同升温速率下的固化反应进行测试,根据DSC曲线,用温度-升温速率外推法,求出环氧树脂体系的三个特征温度,温度参数能为...     

碳化硅颗粒填充的碳纳米管/环氧树脂复合材料的吸波性能

以碳纳米管、碳化硅颗粒为原料制备环氧树脂复合吸波材料,并对其吸波性能进行测试,研究了碳纳米管、碳化硅颗粒含量与复合材料吸波性能的关系.结果表明碳纳米管、碳化硅颗粒的含量对复合材料的吸波性能有较大影响.随碳纳米管含量的增加,碳纳米管/环氧树脂复合材料的吸波性能先提高后降低,碳纳米管含量存在最佳值(12%,质量分数).将碳...