高性能、低成本复合材料用环氧体系的研究

通过凝胶化测试和示差扫描量热分析(DSC)研究了CYD128环氧树脂/部分钝化间苯二甲胺固化体系的反应特性,测试了该体系浇铸体的力学性能和耐热性。设计了一种新型低成本真空辅助传递模塑(VARTM)成型工艺并研究了该成型工艺对复合材料力学性能的影响。结果表明,浇铸体弯曲强度可达131.0 MPa,拉伸强度71.8 MPa,拉伸模量3.1 GPa,冲击强度37.5 kJ/m2,玻璃化温度(Tg)98.1℃。使用新工艺得到的复合材料力学性能优异,其中连续玻璃纤维、连续碳纤维增强复合材料弯曲强度分别达到950.2 MPa、1 097.4 MPa。     

一种低黏度环氧树脂室温固化体系的研究

用一种新的耐热型环氧树脂JEh-031研究了一种室温固化体系,通过凝胶化时间的测定和示差扫描量热仪(DSC)对固化体系的热性能和力学性能进行了研究;研究了活性稀释剂对浇铸体性能和玻璃纤维增强复合材料性能的影响。结果表明,添加4 phr固化剂(GH-3)时,该固化体系在室温(25℃)下凝胶化时间为10 h;力学性能优异,拉伸强度91.4 MPa,拉伸模量4.0 GPa,弯曲强度176.9 MPa,弯曲模量3.5 GPa;玻璃化转变温度(Tg)144.7℃;添加5 phr活性稀释剂,复合材料的弯曲强度1 322.5 MPa,提高了39.3%,层间剪切强度69.3 MPa,提高了23.1%。     

稀释剂对TDE-85环氧树脂体系性能影响研究

采用660、D-410和kz-j01三种活性稀释剂对TDE-85环氧树脂／MDDM固化剂体系进行了改性，研究了稀释剂对树脂胶液及其固化物性能的影响。结果表明，采用三种活性稀释剂分别配制的三个树脂体系胶液的工艺性能得到明显改善，其中660稀释剂改性的树脂配方胶液在30℃下初始粘度为560mPa．s，存放12h后胶液粘度为620mPa．s，胶液适用期长，树脂浇铸体的热变性温度为127℃，拉伸强度为100MPa，拉伸模量为3．9GPa，断裂延伸率为4．8％，弯曲强度为200MPa，弯曲模量为3．2GPa，压缩强度为130MPa，压缩模量3．8GPa，树脂体系的工艺性能和热机械性能能够满足碳纤维湿法缠绕大型复合材料制品对树脂基体的要求。     

RIM用高性能环氧树脂体系研究

本文将CYD128和自制高性能环氧树脂A共混改性,通过加入液体胺类物质作为固化剂,得到了一种适用于RTM的树脂体系.实验结果表明,该树脂体系在30℃下的粘度为255cps.该体系为中温固化体系,且其树脂固化物的拉伸强度为67.7MPa,拉伸模量为3.1GPa,弯曲强度为101MPa,弯曲模量为2.87GPa,可满足RTM对环氧树脂体系的要求.     

RTM用高性能环氧树脂体系研究

本文将CYD128和自制高性能环氧树脂A共混改性,通过加入液体胺类物质作为固化剂,得到了一种适用于RTM的树脂体系。实验结果表明,该树脂体系在30℃下的粘度为255cps。该体系为中温固化体系,且其树脂固化物的拉伸强度为67．7MPa,拉伸模量为3．1GPa,弯曲强度为101MPa,弯曲模量为2．87GPa,可满足RTM对环氧树脂体系的要求。     

低粘度酚醛改性胺环氧固化剂的性能研究

采用非等温DSC法对自制的低粘度酚醛改性胺固化剂与环氧树脂的固化反应工艺参数进行了推导,并通过测试体系的固化度加以验证。固化物采用红外光谱进行了表征,同时测定了浇注体的力学性能、热性能(TG),并通过扫描电镜(SEM)对拉伸断裂面的表面形貌进行了观察。结果表明:环氧树脂E-51与自制固化剂的质量比为100∶35,固化工艺条件为常温/24 h+80℃/2 h时,体系力学性能最佳,拉伸强度55.2 MPa、弯曲强度92.8 MPa、压缩强度83.0 MPa,断裂伸长率2.2%,Tg达到280.3℃。该固化剂粘度低、耐热性好、具有很好的柔韧性,可用于建筑结构胶。     

RTM专用低粘度环氧树脂体系的研究

研究了RTM专用的中温固化环氧树脂体系的粘度和力学特性，环氧711/聚酰胺651浇铸体的弯曲模量达2.63GPa，体系的粘度和力学性能都是满足RTM工艺要求的。     

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℃。     

RTM成型用高性能环氧树脂基体的研究

将AG-80和TDE-86以一定比例混合,通过加入自配的低粘度液体固化剂,得到了一种适用于RTM工艺的树脂体系。结果表明,该树脂体系在30℃时的粘度为1081mPa.s,其树脂固化物的拉伸强度为73MPa,弹性模量达到1.36GPa,断裂伸长率为6.3%,弯曲强度为150MPa,弯曲模量为3.12GPa,玻璃化转变温度为191℃,该树脂体系不仅粘度低,还具有优异的力学性能和耐温性,可满足RTM成型工艺对环氧树脂体系的要求。     

环氧树脂室温固化体系的研制及性能研究

以兼具引发剂和稀释剂功能的自制BH-1为固化剂,通过引入低黏度活性稀释剂,制备室温固化EP(环氧树脂)胶粘剂;然后以EP/BH-1/活性稀释剂为基体、单向玻璃纤维为增强材料,制备相应的复合材料。研究结果表明:当w(BH-1)=4%时,EP浇铸体的室温(25℃)凝胶时间约为8.5 h和玻璃化转变温度(Tg)为130.9℃,并具有优异的力学性能,其冲击强度为50.0 kJ/m2、拉伸强度和模量分别为0.075 GPa和2.80 GPa、弯曲强度和模量分别为0.136 GPa和3.02 GPa;当m(EP)∶m(BH-1)∶m(活性稀释剂)=100∶4∶10时,复合材料的弯曲强度(0.984 GPa)和层间剪切强度(56.1 MPa)分别提高了26.4%和15.2%。     

间苯二酚二缩水甘油醚的制备及其应用

采用三苯基磷作醚化催化剂,粉状氢氧化钠作闭环剂合成了间苯二酚二缩水甘油醚(RDGE),其环氧值为0.80,在25℃时粘度为0.36 Pa.s,示差扫描量热仪(DSC)检测表明,其固化放热峰比双酚A型环氧树脂(E51)降低了约15℃。RDGE对E51有非常显著的稀释作用,二者共混,大大提高了通用环氧树脂的综合性能。采用593#固化剂时,RDGE和E51的拉伸强度分别为75.17 MPa和58.58 MPa,前者比后者高出28%,RDGE与E51共混固化物的拉伸强度随RDGE含量的增加而呈线性增加;593#固化的RDGE/E51共混体系,弯曲强度和弯曲模量均随RDGE用量的增加而呈线性增加,弯曲强度由E51的112.77 MPa增加到RDGE的123.75 MPa,弯曲模量由E51的1.79 GPa增加到RDGE的2.40 GPa。     

碳纤维湿法缠绕用环氧树脂基体研究

以TDE-85树脂和AFG-90树脂为主体树脂,混合芳香胺为固化剂,研究了一种适合于碳纤维复合材料湿法缠绕成型的树脂配方。结果表明,该树脂的黏度低(＜550 mPa·s)、适用期长,其浇铸体具有优异的力学性能,其拉伸强度为107 MPa,拉伸模量为4．09 GPa,弯曲强度为161 MPa,弯曲模量为3．88 GPa,断裂伸长率超过6%。用其制备的T-700碳纤维缠绕复合材料界面粘接好,NOL环层间剪切强度达到66．8 MPa,拉伸强度达到2．44 GPa。     

一种回转体类构件用中低温固化环氧树脂体系研究

采用等温黏度实验和浇铸体力学性能测试来优选自制改性固化剂CUR–1的配比,通过不同升温速率下的固化过程差示扫描量热并对固化物进行傅立叶变换红外光谱分析,确定了体系的固化制度,研制出一种适用于发动机壳体或结构复杂的回转体类结构件的碳纤维湿法缠绕树脂基复合材料的中低温固化环氧树脂体系,用湿法缠绕工艺制作单向纤维缠绕成型复合材料环(NOL环)并进行了性能测试。结果表明:当CUR–1的含量为15份时,树脂体系具有适于湿法缠绕工艺的黏度和使用期,树脂可在80℃完全固化,同时浇铸体拉伸强度为84 MPa,拉伸弹性模量为3.8 GPa,断裂伸长率为5.4%,热变形温度为131℃。该树脂体系与纤维粘结性好,NOL环力学性能高,NOL环拉伸强度为2 451 MPa,拉伸弹性模量为146 GPa,层剪切强度为55 MPa。     

钝化2-乙基-4-甲基咪唑/环氧树脂低温固化体系研究

测定了三种α-甲基丙烯酸钝化2-乙基-4-甲基咪唑固化环氧树脂(EP)体系的凝胶时间及固化反应放热曲线,制定了EP固化体系的固化工艺条件,并对这三种EP固化体系的室温(20℃)储存特性及其浇铸体的综合性能进行了比较。结果表明:这三种EP固化体系均可在80℃时快速固化,浇铸体的固化工艺条件为80℃/4 h;当m(E-51)∶m(Eg-031)∶m(固化剂)=25∶25∶2时,EP固化体系预浸料具有最长的储存期(15 d),是综合性能优良的低成本复合材料制造用基体树脂,其弯曲强度、弯曲模量、冲击强度和热变形温度分别为109.3 MPa、3.0 GPa、7.76 kJ/m2和125℃。     

风力发电机叶片用环氧树脂复配体系的研究

采用CYD-128(E1)、双酚F环氧树脂(E2)、己二醇二缩水甘油醚(E3)为主要原材料配制可用于真空灌注的环氧树脂体系,通过粘度和拉伸、弯曲性能测试及示差扫描量热分析研究了树脂体系的流变特性,固化物力学性能和耐热性。结果表明,E1,E2,E3的质量比为65∶15∶20,固化剂为CYDHD-501,固化条件为70℃/6 h时,体系初始粘度较低,工艺性好,固化后力学性能、热性能优异,能够满足1.5 MW风电叶片用环氧树脂指标要求。     

一种可用于拉挤成型的改性苯并恶嗪树脂体系

将PM型苯并恶嗪与环氧树脂F-51按照质量比7∶3共混,加入适量的2-乙基-4-甲基咪唑作为固化剂,首次制备了能够适用于拉挤成型的树脂基体。采用凝胶时间测试,示差扫描量热分析,动态热机械分析(DMA)和力学性能测试研究了该树脂体系的粘度特性、固化行为和使用性能。结果表明,该体系150℃下的凝胶时间5 min,60℃粘度471 mPa.s,树脂浇注体的弯曲强度156.7 MPa,弯曲模量4.9 GPa,玻璃化转变温度180℃。该树脂体系具有凝胶快、粘度低以及较好的力学性能和耐热性等特点,能够满足拉挤成型工艺的要求。