深潜壳体用高模量树脂基体的研究

介绍高模量树脂基体的制备，研究了树脂基本组分、固化剂和助溶剂及固化工艺对产品性能的影响。实验证明，ＴＤＥ－８５环氧树脂具有较高的相对密度，有利于得到高模量树脂基体，固化剂采用双氰胺，二甲基酰胺是双氰胺在ＴＤＥ－８５环氧树脂中的助溶剂，并以丙烯酸钝化的２，４－咪唑作为双氰胺的促进剂以达到中温固化的目的，二甲基酰胺：双氰胺：钝化咪唑的配比为８：５．６：２，较为合理的固化工艺为１００℃３ｈ、１２０℃／４     

碳纤维复合材料壳体湿法缠绕用高性能树脂基体的研究

树脂基体的低黏度和长适用期是大型固体火箭发动机复合材料壳体长周期湿法缠绕成型的基本保证。通过与高活性固化剂物理相容的活性溶剂的添加,研制出一种具有低黏度、长适用期、优异力学性能及耐热性能的环氧树脂基体。采用差式扫描量热法（DSC）、动态热机械仪（DMA）、万能材料试验机、水压爆破系统等对该树脂体系的固化行为、黏度、浇铸体力学及耐热性能和碳纤维增强复合材料力学性能、容器爆破性能进行了系统的研究。结果表明,该树脂基体黏度低,黏度变化平缓,适用期超过10h,满足大型发动机壳体湿法缠绕成型工艺要求;且该树脂基体以及碳纤维复合材料具有优异的力学性能,缠绕成型的Ф150mm容器的容器特性系数>50km,纤维强度发挥率>90%。     

碳纤维复合材料发动机壳体用高性能树脂基体的研制

在综合考虑树脂黏度、力学性能、耐热性能的基础上。开发了适用于碳纤维复合材料火箭发动机壳体温法缠绕成型工艺用耐高温和韧性环氧树脂基体。用差示扫描式量热法(DSC)、傅里叶红外光谱FT—IR等分析技术对该韧性树脂基体的固化反应动力学参数、树脂基体固化物的性能和复合材料的性能进行了系统的研究。结果表明，该韧性树脂基体黏度低，适用期长，韧性好，与碳纤维界面粘接强度高，所制得的复合材料火箭发动机壳体纤维强度转化率高。为今后相关方面的研究指明了方向。     

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。     

复合材料模具用树脂基体的研究

以自制改性咪唑为固化剂,酚醛型EP(环氧树脂)为基体树脂,制备出复合材料模具用中温固化的耐高温EP体系。研究结果表明:当w(改性咪唑)=4%(相对于EP质量而言)时,EP浇铸体的中温(80℃)凝胶时间约为50 min、冲击强度为12.8 kJ/m2、弯曲强度为125 MPa、弯曲模量为3.20 GPa和热变形温度为280℃,具有良好的力学性能和优异的耐高温性能,满足复合材料模具中温固化高温使用的基本要求。     

复合材料用氰酸酯树脂基体的性能与应用

本文介绍一种综合性能优于环氧树脂的热固性芳香族氰酸酯树脂及其先进复合材料的性能与应用。与通过型热固性树脂相比较，它具有极低的介电损耗、优异的耐湿热性能和力学强度，适用于制造宇航飞行器的透波承力结构部件。     

铺层结构对树脂基复合材料层间剪切强度影响的研究

主要目的在于利用双切口剪切强度试验法验证手糊成型的玻璃钢层合板铺层顺序以及单向布的相对体积含量对层间剪切强度的影响。实验中六种玻璃钢层合板的铺层方式分别为(UF)_5、(UF,CSM,UF,CSM,UF)、(CSM,UF,CSM,UF,CSM)、(UF,CSM,CSM,CSM,UF)、(CSM,UF,UF,CSM,CSM)、(CSM)_5。单向布相对体积含量依次为100%、60%、40%、40%、40%、0%。通过实验结论发现,单向布相对体积含量对层合板层间剪切强度影响较大,其中铺层方式为(UF)5的层合板通过双切口法得到的层间剪切强度高达40.768 MPa,而铺层方式为(CSM)_5的层合板在双切口法中所测得的层间剪切强度却只有15.867 MPa。相对而言,铺层顺序对层合板的层间剪切强度影响相对较小。同时利用数理统计方法"秩和检验法"对大量实验数据进行了离散性分析,结果表明,在同一种铺层方式下,尽管因为不同失效形式导致数据具有较大的离散性,但这些数据仍然可以作为一个整体进行分析。     

输电杆塔用复合材料性能研究——树脂体系对复合材料性能的影响

针对电力电网行业对输电杆塔用复合材料的性能要求,开展了两种聚氨酯树脂(聚氨酯改性乙烯基树脂,VPU;双组份聚氨酯,TPU)制备的复合材料的多项性能研究,并与高性能环氧树脂(EP)复合材料进行了性能对比(采用拉挤成型方式制备)。性能评估包括力学性能、电气绝缘性能、耐腐蚀及老化性能以及表面性能等。研究测试结果表明,EP复合材料具有最优的力学、电气性能,但在耐紫外老化和耐烧蚀方面较差,不适合直接作为户外用绝缘材料;而VPU复合材料具有较好的绝缘、防腐、耐老化性能,同时其表面疏水性最好,但其横向性能有待完善;TPU复合材料的综合性能相对较好,是制备输、配电杆塔或横担的理想材料。     

温度对芳纶复合材料与混凝土抗剪切粘结强度影响的试验研究

用21个试件,测定了芳纶复合材料(AFRP)与混凝土之间的抗剪粘结强度,通过改变温度,研究了温度对AFRP与混凝土间抗剪切粘结强度的影响。研究表明:在-40～60℃之间的温度段内,其抗剪切粘结强度变化较小,破坏形态均为混凝土试块的破坏;而当温度达70℃时,抗剪切粘结强度降低程度非常大,且破坏形态发展为树脂与混凝土粘结层的破坏。     

喷胶对复合材料风电叶片剪切性能的影响

研究喷胶对复合材料叶片剪切性能的影响。模拟不同类型玻纤布在模具上铺设时进行喷胶固定的过程,采用真空灌注工艺(VIP)制作复合材料样板,使用锻烧法测试不同样板中玻纤的体积含量,从理论上分析了纤维含量与复合材料面内剪切强度的关系,以及利用万能试验机对复合材料样条进行层间剪切性能破坏测试。结果表明,使用喷胶后,单向布复合材料的纤维含量基本没变化,三轴向布复合材料玻纤含量下降了6.9%,单向布复合材料的层间剪切性能下降了61.4%,三轴布复合材料的层间剪切性能下降了18.8%,因此,喷胶禁止在以单向布为主的复合材料铺层里使用,在铺设三轴布复合材料时可以适量使用。     

碳纤维复合材料天线用树脂基体的应用研究

叙述了制造高精度碳纤维复合材料天线用树脂基体的应用研究情况,它以电子级环氧树脂为基础,加入增韧剂,固化剂等成成,批量生产表明,其综合性能良好。     

纳米SiO2对环氧复合材料壳体纤维强度转化率的影响

以纳米SiO2作为增强材料改性环氧树脂基体，通过NOL环复合材料剪切强度测试，研究不同含量纳米SiO2粒子对复合材料层间剪切强度的影响。结果表明：纳米SiO2含量在6％时，改性效果最好，复合材料层间剪切强度提高约60％；F-12纤维强度转化率提高约9．4％。     

基体性能对芳纶Ⅲ纤维复合材料力学性能的影响

设计了三种环氧树脂基体,研究了基体性能对芳纶Ⅲ纤维复合材料力学性能的影响,对比分析了不同韧性的两种复合材料层间剪切破坏过程的声发射特性参数。结果表明:设计的R1、R2、R3三种树脂基体其韧性为R1R2R3;芳纶Ⅲ纤维复合材料层间剪切强度分别为49 MPa、44.8 MPa、40.1 MPa,层间剪切性能随树脂基体韧性的增加而增大;声发射实验表明,基体韧性增加,复合材料急剧损伤得到延迟,声发射事件数明显减少。     

芳纶纤维增强树脂基复合材料的界面粘结性能研究

为了改善芳纶纤维增强树脂基复合材料的界面粘结性能,从树脂基体入手,依据相似相容原理和芳纶的结构特点,合成出新型热固性树脂(AFR–T)用作芳纶复合材料的基体,以未经表面处理的芳纶作增强材料,采用热压成型法制备了AFR–T/芳纶纤维复合材料,并通过测定溶度参数、接触角、线膨胀系数、层间剪切强度(ILSS)和横向拉伸强度等方法研究了复合材料的界面粘结性能。结果表明,AFR–T树脂浇注体与芳纶的溶度参数相近,AFR–T树脂溶液在芳纶纸表面的接触角为36.9°,小于环氧树脂(EP)溶液与芳纶纸的接触角(53.2°),说明AFR–T树脂对芳纶的浸润性优于EP;AFR–T/芳纶纤维复合材料的ILSS和横向拉伸强度为73.0 MPa和25.3 MPa,分别比EP/芳纶纤维复合材料提高了25.9%和32.5%,这表明AFR–T树脂与芳纶纤维之间的浸润性和界面粘结性能较好。     

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。     

不同类型高模量沥青混合料抗剪性能研究

为了研究不同类型高模量沥青混合料抗剪性能,利用Superpave剪切试验机并按恒高度频率扫描试验(FSCH)方法测得了EME2沥青混合料和AC-20沥青混合料的复数剪切模量及相位角,根据时间-温度等效原理,利用非线性最小二乘法拟合得到了参考温度下的复数剪切模量主曲线,预测了两种高模量沥青混合料的高低温性能。通过恒高度重复剪切试验(RSCH)得到了两种高模量沥青混合料的加载末应变和剪切斜率。FSCH结果表明,两种沥青混合料的复数剪切模量均随温度的升高而降低,随荷载频率增加而增加,AC-20沥青混合料的高温抗剪性能优于EME2沥青混合料,EME2沥青混合料的常温抗变形能力优于AC-20沥青混合料;RSCH结果表明,在60 ℃条件下,AC-20沥青混合料的抗剪性能优于EME2沥青混合料。     

先进复合材料用热固性树脂基体的发展

扼要阐述目前航空航天领域先进复合材料用热固性树脂基体的情况 ,涉及品种包括环氧树脂、双马来酰亚胺树脂、聚酰亚胺树脂和氰酸酯树脂     

先进复合材料基体树脂的增韧研究

通过4种聚醚酰亚胺(PEI)PID、PIM、PIP和PIB改性3种热固性树脂(环氧、氰酸酯以及双马来酰亚胺树脂)的研究,讨论了PEI结构、用量、分子质量以及固化剂用量等因素对改性体系的相结构以及力学性能的影响,结果表明控制相结构是增韧基体树脂的关键因素,对基体树脂增韧的研究有指导意义。对不同的热固性树脂体系需采用不同的结构、配方和固化工艺。PIP改性环氧体系呈现的双连续相结构,PEI改性双马来酰亚胺体系,PEI质量分数为5%时呈现了PIM分散粒子相结构,PEI质量分数为10%时呈现了双连续相结构而PEI质量分数大于15%时呈现了相反转结构,PIP分子质量为18 000或20 000时呈现了双连续相结构,而对于PIP改性氰酸酯体系高PIP分子质量较低的呈现双连续相结构,该体系在120℃固化6 h呈现相反转结构,而150℃或180℃固化形成双连续相结构,双连续相结构增韧效果明显。     

硅烷偶联剂KH-550对IIR/炭黑N220/白炭黑纳米复合材料性能的影响

研究硅烷偶联剂KH-550对IIR／炭黑N220/白炭黑纳米复合材料的硫化特性、物理性能、动态性能及压缩模量的影响。扫描电子显微镜照片显示，硅烷偶联剂KH-550能较好地增强白炭黑与橡胶大分子之间的键合。试验表明，硅烷偶联剂KH-550可使纳米复合材料的MH增大。t10缩短,t90延长；当用量为3份时。纳米复合材料的物理性能最佳。其tanδ值减小，E’和E^N增大；纳米复合材料的压缩模量随硅烷偶联剂KH550用量的增大而增大。