环氧树脂增韧方法及增韧剂的研究进展

环氧树脂具有优良的力学性能、加工工艺性能,作为纤维复合材料的基体树脂广泛用于飞行器、风机叶片、运动器械等结构材料的制造,但是环氧树脂固化后交联密度高,因此其固化物存在韧性低、耐疲劳和耐冲击性能差的缺点,在一定程度上限制了环氧树脂的应用.对环氧树脂进行增韧一直是环氧树脂研究领域的热点也是难点问题之一.本研究介绍了几种增韧改性环氧树脂的方法,包括橡胶弹性体增韧、热塑性树脂增韧、无机刚性粒子增韧、超支化聚合物增韧、互穿聚合物网络增韧和化学改性增韧等,分析了其机理,综述了上述改性方法在国内外的研究进展.     

用于浸渍聚酰亚胺纤维纸基复合材料树脂的研究

为了提升聚酰亚胺纤维纸基材料的强度、耐高温性、韧性及阻隔性能,本研究制备了具有高黏附力、易固化、柔韧性好、耐高温的浸渍树脂。首先用乙烯基硅树脂改性环氧树脂,以提高浸渍树脂的韧性及固化性,然后进一步添加聚酰亚胺树脂制备耐高温的三元合金树脂。结果表明,当乙烯基硅树脂用量30%时,改性后环氧树脂有较好的韧性及交联程度;此改性环氧树脂添加5%聚酰亚胺树脂时,三元合金树脂质量损失5%时的温度为339. 2℃,并且在高温下没有明显的玻璃化转变。分别用改性环氧树脂和三元合金树脂浸渍聚酰亚胺纤维纸基复合材料,结果表明,改性环氧树脂浸渍的纸基复合材料纤维结合程度较好,表面平整,接触角可以达到148. 71°,三元合金树脂浸渍的纸基复合材料耐高温效果好,200℃时纸基复合材料抗张指数仍能达到35. 1 N·m/g。     

石墨烯增强碳纤维环氧复合材料界面性能研究

采用索氏提取法清洗碳纤维表面的浆料涂层,并在纤维表面吸附热剥离石墨烯,然后采用树脂传递模塑工艺制备石墨烯增强碳纤维环氧树脂多尺度复合材料。测试碳纤维环氧树脂复合材料掺杂石墨烯前后的界面剪切强度,分析石墨烯的加入对复合材料界面性能的影响。结果表明,加入石墨烯后,碳纤维环氧树脂复合材料的界面性能显著提高,当石墨烯的质量分数为0.5%时,复合材料的剪切强度为83.04 MPa,比未加入石墨烯时提升了21.5%。     

增韧环氧树脂研究进展

本文对最近国内外增韧环氧树脂的研究进展进行了简单概述。环氧树脂胶固化后产物脆性较大,所以一般要进行增韧改性介绍了几种常见的改性增韧环氧树脂的方法。并主要介绍了丁腈橡胶和环氧树脂进行共混来提高环氧树脂的韧性的研究现状,并解释了其增韧机理。     

碳纤维表面改性处理及其基本性能表征

为改善碳纤维与树脂基体之间的界面性能,提高碳纤维的摩擦性和表面浸润性,以T300碳纤维为原料,在空气条件下采用低温等离子体技术对碳纤维表面进行改性处理。通过正交试验分析法,得到等离子体处理的最佳方案;通过场发射扫描电镜观察得出,经过改性处理后的碳纤维表面变得凹凸不平且具有明显的剥离现象,表面粗糙度增加;通过傅里叶红外光谱测试分析得出,等离子体处理后碳纤维表面引进了-CH2-0H和-COH等新的官能团。等离子体处理使得碳纤维断裂强力减小,摩擦性能提高,表面浸润性提高。在制备碳纤维复合材料时有利于纤维与树脂的结合,利于碳纤维复合材料的制备。     

氧化对高强对位芳纶纤维复合材料力学性能的影响北大核心

对位芳纶(PPTA)纤维用H2O2溶液进行氧化改性,制备改性芳纶增强环氧树脂基复合材料。研究表明,低浓度的H2O2可以有效地在芳纶纤维上引入极性基团,刻蚀纤维表面,同时增加纤维的比表面积。20层0.3 mol/L双氧水改性PPTA增强环氧树脂基复合材料的弯曲性能最佳,达405.0 MPa。     

竹纤维增强聚酰胺树脂复合材料增强机理研究

用扫描电子显微镜测试竹纤维增强聚酰胺树脂复合材料的微观形态,用红外光谱分析了竹纤维增强聚酰胺树脂复合材料界面改性及其化学键结合机理.在两相界面内,羧化聚醚会同时与纤维和聚酰胺树脂发生化学键和氢键结合,起着偶联作用,从而提高两相界面的结合强度,达到复合材料增强的目的.通过扫描电子显微镜观察分析,结果显示羧化聚醚进行界面改性处理的纤维与聚酰胺树脂共混复合材料在低温脆断后,纤维外形不清晰,界面较模糊,纤维与聚酰胺树脂之间产生了良好的界面粘合作用.     

PBO纤维/环氧树脂复合材料的制备及物理性能

根据PBO纤维的优良性能及其较差的抗紫外性,制备出PBO纤维增强环氧树脂基复合材料,并研究其力学性能及其他性能。通过单因素试验确定合成复合材料的最佳条件:m(基体树脂)∶m(固化剂)[m(环氧树脂)∶m(聚酰胺树脂)]=1∶1、纤维质量分数为7%时,复合材料的断裂强度最佳。同时,还采用等离子体处理PBO纤维来增强PBO纤维与环氧树脂基的界面粘结性能。通过单因素试验得出最佳等离子体处理工艺条件:放电电压13 Pa、处理时间220 s、放电功率185 W。利用扫描电子显微镜、热失重分析仪、热机械分析仪、紫外透射分析仪等对复合材料的结构性能进行分析。结果表明:等离子体处理后,纤维与树脂之间的界面粘结性得到提高;PBO纤维的热分解性能被降低;抗紫外性能得到了显著提升。而环氧基复合材料的抗紫外性能、耐热性能、机械性能等都得到显著提升。     

水性环氧树脂碳纤维上浆剂的研制与性能分析

通过对环氧树脂进行亲水化改性,使其具有水溶性,再分散制成合适浓度的水性环氧树脂上浆剂,对聚丙烯腈基碳纤维进行上浆.测试上浆剂的性能,观察碳纤维上浆前后纤维的表面形态,并测试纤维的耐磨性、毛丝量及界面剪切强度的变化.结果表明:使用该水性环氧树脂上浆剂上浆后,碳纤维表面形成柔韧光滑的浆膜,耐磨性能提高91.6%,毛丝量减少...     

立体织物在二氧化硅基复合材料方面的应用前景

摘要：连续纤维及其织物增韧的二氧化硅基（SiO2）复合材料具有强度高、韧性好、密度低等特点,是用于天线罩的理想材料。本文从不同增韧方式的成型工艺方法、增韧特点出发,综合评价了用于天线罩的颗粒增韧、晶须增韧和连续纤维增韧二氧化硅基复合材料的研究现状,提出适合于增韧二氧化硅基复合材料的立体织物纤维束结构,其中典型的纤维束交织结构包括2.5D机织、正交三向、三维编织及其衍生结构。最后,结合未来导弹天线罩材料的发展趋势,指出了立体织物在二氧化硅基复合材料方面的广泛应用前景和研究重点。     

表面处理工艺对碳纤增强PTFE密封垫片性能的影响

采用冷压和自由烧结工艺制备碳纤维填充改性聚四氟乙烯(PTFE)密封材料。通过对材料的抗拉强度、压缩回弹率和应力松弛率等进行测试,探讨了不同的碳纤维表面处理工艺对复合材料密封性能的影响。研究结果表明:采用等离子表面处理工艺使碳纤维表面活性提高,优化了纤维与树脂间的界面粘结性能,大大改善了复合材料的密封性能。与其他纤维表面处理工艺相比,所获得密封材料的抗拉强度可提高8.02%,其压缩率达到11.02%,回弹率77.79%,且具有较好的抗冷流、蠕变性能。     

改性芳纶与环氧树脂复合体的制备及其防刺性能

为提升芳纶织物的防穿刺效果,采用氧等离子体表面处理技术改性的芳纶1414织物与环氧树脂复合制备环氧芳纶复合体。分析了等离子体处理对织物功能改性的影响,研究了环氧树脂涂覆织物后复合体的防刺性能。结果表明:采用氧等离子体处理,在处理功率为600 W、处理18 min时,织物表面纤维刻蚀明显,含氧基团增多,润湿性提高,但织物拉伸强度有所下降;当环氧树脂涂覆在等离子体改性后的芳纶织物上,树脂中环氧基团与芳纶中含氧活性基团键合牢固,复合体黏结强度较好,拉伸强度较未经处理的芳纶织物增加了7.89%,复合体防穿刺效果较普通芳纶1414织物提升显著,且多层组合结构的防刺效果更优异。     

柔性抗冲击纺织材料及其结构的研究进展

针对软体柔性抗冲击纺织品轻质与高防护间的矛盾,综述了抗冲击纤维薄膜新材料、纤维表面改性及结构设计等方面的研究进展。分析了新型纤维薄膜材料包括石墨烯纤维及碳纳米管纤维的理论强度、制备方法及宏观制备存在问题;阐述了剪切增稠剂、纳米无机材料对纤维表面的改性应用的方法及抗冲击效果;阐明了单层织物结构、叠层结构等的结构优势及劣势以及气凝胶复合结构、硬软仿生结构在抗冲击方面的应用前景。研究认为:在满足抗冲击性能的前提下,通过表面改性、织物结构、层间结构、硬软结构等组合设计,可使其抗冲击性与舒适性协同;高纯度石墨烯、碳纳米管纤维和薄膜的宏量化无缺陷制备将是未来抗冲击纺织品超轻量化需要突破的技术瓶颈。     

碳纤维增强类玻璃环氧高分子复合材料闭环回收利用

为解决连续碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)回收再利用效率低、回收组分单一的问题,采用甲基四氢邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、催化剂乙酰丙酮锌和环氧树脂,制备出一种高性能的类玻璃环氧高分子树脂及其复合材料,经乙二醇参与酯交换反应,在180℃温度下对复合材料进行闭环回收.对原树脂、碳纤维和CFRP以及回收后的树脂、碳纤...     

聚酰胺基碳纳米管复合纤维的研究现状与进展北大核心CSCD

碳纳米管的力学、电学及热学等性能可赋予聚酰胺纤维良好功能,且聚酰胺基碳纳米管复合纤维能够保持其功能的稳定性。然而,如何提高碳纳米管在聚酰胺基体中的分散效果、降低碳纳米管应用成本,是碳纳米管复合纤维及其纺织品的重要研究方向。因此,本文结合现阶段国内外聚酰胺基碳纳米管复合纤维及纺织品的研究现状,探讨影响聚酰胺基碳纳米管复合纤维结构性能的主要因素和应用前景,为推进碳纳米管在纺织领域中的发展应用提供参考。     

PPy-UHMWPE纤维结构与性能的研究

针对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维与树脂界面黏结性能较差的问题,以三氯化铁为氧化剂,采用液相沉积聚合方法制备了聚吡咯-超高分子量聚乙烯（PPy-UHMWPE）复合纤维,然后将微滴直径在300-700μm的环氧树脂滴在纤维上,并对纤维/微滴试样进行拉出实验。结果表明,经吡咯沉积聚合后,PPy-UHMWPE纤维与环氧树脂的界面剪切强度有较大提高,约为未处理纤维与环氧树脂界面剪切强度的3倍。通过SEM、FTIR、DSC、DMA研究处理前后纤维表面形貌和结构的变化,表明在PPy-UHMWPE复合纤维中,PPy与UHMWPE分子链间无化学键作用,PPy-UHMWPE纤维的熔融峰为单峰,且熔点略有下降。     

分层接结三维机织预制体增强酚醛树脂基材料的摩擦性能

为克服短切纤维和二维碳布增强预制体结构强度低的缺点,分别设计并制备了浅交弯联和深交联2种分层接结三维机织碳纤维预制体增强酚醛树脂基复合材料,并以相同复合工艺制备了短切碳纤维增强酚醛树脂基复合材料。测试碳纤维/酚醛树脂复合材料的摩擦性能,并通过观察３ 种复合材料的磨损表面和磨屑的微观形貌,探讨了其摩擦机制。结果表明：短切纤维复合材料的摩擦因数和磨损率最高,深交联的摩擦因数和磨损率最低,浅交弯联的居中。分层接结三维机织结构预制体具有优良的力学性能和整体性,会使复合材料在摩擦过程中减少磨屑与磨损,保持稳定的摩擦因数,从而使复合材料具有良好的摩擦性能。     

电泳沉积碳纳米管和氧化石墨烯修饰碳纤维表面的研究进展

针对碳纤维表面极性官能团少,化学活性低,与基体间的界面结合强度弱等问题,综述了国内外关于电泳沉积碳纳米管和氧化石墨烯修饰碳纤维提高其复合材料力学性能的最新研究进展。阐述了在不同的电泳沉积工艺下,分别在碳纤维表面引入碳纳米管和氧化石墨烯,对修饰碳纤维表面及其复合材料力学性能的影响。总结了影响电泳沉积修饰碳纤维效果的因素,并提出了相应的建议。展望了电泳沉积修饰碳纤维表面的研究发展方向,指出对碳纤维、碳纳米管和氧化石墨烯进行预处理,添加辅助工艺的电泳沉积设备制造将会成为未来的重要研究方向。