CE/EP/CF复合材料的湿热性能研究

采用溶液预浸渍法分别制备了两种碳纤维(CF)增强环氧树脂(EP)改性氰酸酯树脂(CE)(CE/EP/CF)复合材料,研究了该复合材料的吸湿行为及湿热环境对其力学性能和微观结构的影响。结果表明,CE/EP基体具有比EP更小的吸湿能力;湿热环境对CE/EP/CF复合材料的纵向拉伸强度影响不大,但对其层间剪切强度的影响较为显著。     

碳纤维/改性环氧树脂复合材料的制备与表征

采用手糊成型工艺制作碳纤维复合材料(CFRP),选用T-700碳纤维为增强体,用气相氧化法对其进行表面处理,选用双马来酰亚胺(BMI)改性的耐高温环氧树脂为树脂基体。结果表明,碳纤维经过表面处理后,其表面与基体树脂的接触角由116.8°下降到50.5°,并且表面出现条纹沟槽,改善了碳纤维表面对基体树脂间的界面性能。同时,玻璃化转变温度提高了4.0%,热分解温度提高了1.9%。     

热固性树脂/碳纳米管复合材料的研究进展

介绍了碳纳米管(CNTs)在改性环氧树脂(EP)、酚醛树脂(PF)、双马来酰亚胺树脂(BMI)以及氰酸酯树脂(CE)等热固性树脂方面的应用,综述了EP/CNTs、PF/CNTs、BMI/CNTs、CE/CNTs复合材料的近期研究进展,详细叙述了CNTs对热固性树脂的力学性能、热性能、摩擦性能的改善情况,结合扫描电镜分析结果研究了CNTs在EP和BMI中的分散情况,并指出了热固性树脂/CNTs复合材料存在的问题和应用前景。     

超低温环境用改性氰酸酯树脂基碳纤维复合材料的制备与性能

采用聚酚氧树脂(PKHH)和环氧树脂(EP)共改性氰酸酯树脂(CE)制备改性氰酸酯树脂基体(CEPK),CEPK基体与处理好碳纤维织物复合制成改性氰酸酯复合材料(CEPKCF)。结果表明:10wt%PKHH改性CEPK基体具有适中的工艺窗口,90～150℃区间内黏度维持在900～1000mPa·s,120℃维持30min体系黏度不增加;CEPKCF复合材料具有较好的低温力学性能、耐久性和冷热循环稳定性,室温拉伸强度为730.3MPa,-196℃拉伸强度为693.0MPa,液氮环境下浸泡15d,拉伸强度无明显变化,经历40次循环(-196～200℃)后,试样表面无贯穿性裂纹。     

环氧树脂改性双马来酰亚胺复合材料力学性能及耐热性能研究

为了探究环氧树脂(EP)对双马来酰亚胺树脂(BMI)的增强增韧效果,分别采用4种EP:AFG-90、TDE-85、E-14、D-17,用以改性BMI树脂基体,并同碳纤维方格布(CF)制成了CF/BMI-EP复合材料(CM)。采用差示扫描量热分析(DSC)测试了BMI和4组EP改性BMI的固化曲线和树脂固化后的玻璃化转变温度(Tg);采用傅立叶转换红外光谱仪(FTIR)测试了树脂体系固化后的红外吸收光谱;采用万能力学试验机测试了各组CM的弯曲性能和冲击韧性,观察记录了试样破坏的断裂形貌;采用扫描电镜(SEM)对CM试样的层间断面进行了形貌分析。研究发现,EP和BMI先后进行相对独立的固化,混合树脂相容性良好。实验发现,TDE-85的增强效果最佳,D-17的增韧效果最佳,并满足增强增韧规律。AFG-90、TDE-85、D-17改性BMI的Tg都在200℃以上,表明EP在改性BMI的同时并未牺牲耐热性。     

电子束辐射接枝对PAN基碳纤维的表面改性

采用电子束加速器辐射接枝方法对聚丙烯腈(PAN)基碳纤维进行表面改性,研究了接枝单体种类对接枝率及其环氧树脂基复合材料力学性能的影响,分析了辐射接枝前后PAN基碳纤维的表面形貌与化学结构以及其复合材料界面断口的形貌变化。结果表明:电子束辐射接枝改性的PAN基碳纤维表面粗糙度增加,表面活性官能团增多,与树脂的机械锲合作用增强,其树脂基复合材料断口表而较为平整;乙二胺/水溶液体系是辐射接枝改性的理想溶液,在200 kGy的电子束辐射下,PAN基碳纤维表面的接枝率为6.66%,复合材料的层间剪切强度提高了45.1%。     

碳纤维增强环氧树脂复合材料的液体成型及其性能研究

本文研究了不同温度下RIM145树脂的粘度和适用期,分析了不同温度下RIM145树脂和碳纤维单丝之间的浸润性;并以碳纤维单向布为增强材料,采用真空辅助灌注成型工艺制备了碳纤维增强环氧树脂(CF/EP)复合材料,研究了复合材料的力学性能,对层间剪切试样剖断面形貌进行了SEM分析,并研究了使用VAP单向透气膜辅助真空灌注成型工艺对CF/EP复合材料厚制件灌注质量的影响。研究结果表明,RIM145树脂基体在50~70℃粘度低、适用期长且树脂与碳纤维单丝之间的浸润性良好,适用于CF/EP复合材料的真空辅助灌注成型工艺;灌注的CF/EP具有良好的力学性能,树脂和纤维具有中等粘结强度界面,采用VAP单向透气膜辅助真空辅助灌注成型工艺可降低CF/EP复合材料的孔隙率。     

EP/CFDSF/CNTs复合材料的力学性能和电学性能

采用浓硝酸和浓硫酸改性碳纳米管(CNTs),然后以环氧树脂(EP)为基体、碳纤维双层间隔织物(CFDSF)为增强体制备了EP/CFDSF/CNTs复合材料,研究了改性CNTs含量对EP/CNTs和EP/CFDSF/CNTs复合材料力学性能及电学性能的影响。结果表明,随改性CNTs含量增加,两种复合材料的弯曲强度和缺口冲击强度均先升高后降低,当改性CNTs的含量为2.5份时,两种复合材料的力学性能最好,EP/CFDSF/CNTs复合材料的弯曲强度和缺口冲击强度分别为145.18 MPa和18 kJ/m~2,分别较EP/CNTs复合材料提高了12.5%和18.4%。随改性CNTs含量增加,两种复合材料的体积电阻率降低,当达到渗滤阈值即改性CNTs的含量为2.5份后下降明显,EP/CNTs复合材料的体积电阻率为25.9Ω·cm,而EP/CFDSF/CNTs复合材料的体积电阻率为20.85Ω·cm。     

双马来酰亚胺改性芳香胺固化环氧树脂的研究

针对环氧树脂(EP)耐湿热性差和韧性不足的缺点,用双马来酰亚胺(BMI)对常用的芳香族二元胺(DA)固化剂进行扩链改性。研究了改性4,4′-二氨基二苯砜(DDS)固化剂对7种环氧树脂固化物的力学性能、热性能和工艺性能的影响,优化出一种BMI改性环氧树脂基体。改性树脂浇铸体韧性好、耐热性高,断裂韧性GIC195J/m2,断裂延伸率3.37%,Tg218℃,135℃弯曲强度保持率72.2%,沸水饱和吸湿率3.3%;其碳纤维复合材料综合性能良好、断裂韧性高、耐湿热性好,横向拉伸强度75.5MPa,层间断裂韧性GIC267J/m2,135℃湿态弯曲强度保持率70.5%,132℃湿态层间剪切强度保持率49.5%。     

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。     

EP/BMI树脂基碳纤维复合材料的制备与性能表征

以环氧树脂(EP)、双马来酰亚胺(BMI)、4,4’-二氨基二苯砜(DDS)和短切碳纤维(SCF)等为主要原料制备了EP/BMI/DDS/SCF复合材料,并研究了SCF添加量对复合材料力学性能和热性能的影响。结果表明,当SCF添加量为0.25 %(质量分数,下同)时,EP/BMI/DDS/SCF复合材料的力学性能提高最大,其拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量和缺口冲击强度比未添加SCF时的EP/BMI/DDS复合材料分别提高了48.52 %、32.15 %、25.77 %以及150.91 %;此外,SCF的加入有助于提高复合材料的热性能。     

硝酸处理对碳纤维增强环氧树脂复合材料的性能影响

以用浓硝酸处理改性后的碳纤维为增强体,用乙二胺(DBP)为固化剂,邻苯二甲酸二丁酯为增塑剂,以低分子量环氧树脂(E-51)为基体制备碳纤维增强环氧树脂复合材料(CFRP)。SEM测试表明用酸处理碳纤维后,碳纤维表面的极性和粗糙度得到了提升。DMA测试表明储能模量和玻璃化温度都得到了显著提升。控制酸处理时间,可以明显改善碳纤维和环氧树脂之间的结合力,提高复合材料的力学性能。     

MDPES/EP/PBI树脂碳纤维复合材料的性能

将甲基二笨乙炔基硅烷(MDPES)、环氧树脂(EP)、聚苯并咪唑(PBI)共混改性制得碳纤维复合材料,结果表明:合适的共混比例能使MDPES/EP/PBI树脂碳纤维复合材料具有较好的界面粘结性能,同时具有良好的力学性能及耐热性能.当MDPES∶EP∶PBI=5∶5∶1时,层间剪切强度为49.2 MPa,常温下的拉伸强度1263.7 MPa,弯曲强度为1191.9 MPa,200 ℃弯曲强度保留率达到78.9%.     

双邻苯二甲腈改性环氧及其玻纤复合材料制备

采用双邻苯二甲腈树脂(BAPh)对环氧树脂E-44(EP)进行改性,同时制备了BAPh/EP/玻纤复合材料。采用示差扫描量热仪,热重分析,力学性能测试及氧指数仪研究了改性树脂的热性能、力学性能及阻燃性能,并对BAPh/EP/玻纤复合材料的力学性能进行了表征。结果表明,当BAPh质量分数达到50%时,改性树脂固化物在空气中的起始分解温度达到377.6℃,比纯环氧提高74.3℃,氧指数达到34.5%,复合材料的弯曲性能指标达到最大,添加双邻苯二甲腈后环氧树脂的耐热性、力学性能和阻燃性能得到了明显改善。     

聚砜改性环氧树脂复合材料热老化性能研究

以聚砜(PSF)改性环氧树脂(EP)为基体树脂,玻璃纤维为增强材料,采用高温模压成型法制备出PSF改性EP/玻璃纤维复合材料。结果表明:PSF能有效提高EP基体的热稳定性能;经200℃热老化72 h后,PSF改性EP/玻璃纤维复合材料的热失重率<1%,其冲击强度和弯曲强度呈先升后降态势,电绝缘性能仍然较好(其体积电阻率和表面电阻率的数量级仍保持在1012左右);该复合材料在高温绝缘场合中具有良好的应用前景。     

碳纤维上浆改性及其增强聚合物材料研究进展

介绍了针对不同树脂基体制备碳纤维(CF)上浆剂的方法,并探讨CF上浆改性对CF增强聚合物基复合材料(CFRPC)界面性能及力学性能的影响。根据不同树脂基体类型综述了CF表面上浆后增强环氧树脂、聚酰胺、聚碳酸酯、聚醚砜及聚酰亚胺等聚合物材料的力学性能和界面粘结强度的变化情况。最后指出,针对不同树脂基体开发专用上浆剂,在CF生产过程中采用专用上浆剂对CF进行上浆处理,以实现CF生产完成后即可制备界面性能和力学性能优异的CFRPC,是CF上浆改性研究的未来发展方向。     

固化剂PA651对碳纤维复合材料性能的影响研究

本实验使用的TC35碳纤维为台湾台塑公司生产的通用级标准碳纤维,同时选用能够常温固化的环氧树脂作为基体树脂,制作碳纤维复合材料(CFRP)。分别通过力学性能,红外及扫描电镜测试,得出当以聚酰胺651(PA651)为固化剂,其在环氧树脂中用量为50份时,CFRP的力学性能(拉伸强度,弯曲强度,冲击强度)达到最佳,并且能与环氧树脂充分反应固化完全。     

热塑性树脂改性电子束固化复合材料环氧树脂基体

本发明涉及一类热塑性树脂改性电子束固化复合材料环氧树脂基体。在本发明中，该类环氧树脂体系主要由环氧树脂、光引发剂和热塑性树脂改性剂组成。光引发剂为碘盐或硫盐。改性剂为酚酞改性聚醚酮、酚酞改性聚醚砜以及环氧官能团封端热塑性工程塑料，经它们改性后的电子束固化环氧树脂为基体的碳纤维复合材料的韧性及纤维基体界面得到改善，     

风电叶片用环氧树脂固化体系的研究

分别以BH-1、2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚(DMP-30)和2-乙基-4-甲基咪唑(2,4-EMI)作为促进剂,研究了三种不同促进剂对环氧树脂(EP)/酸酐固化体系力学性能和耐热性能的影响;并以此作为复合材料的基体树脂,以玻璃纤维作为增强材料,制备风电叶片用EP基玻璃纤维增强复合材料。结果表明:三种基体树脂及其玻璃纤维增强复合材料均具有优异的力学性能,能够用于风电叶片的制备;其中以BH-1为促进剂的EP/酸酐体系具有最好的韧性和综合力学性能,其最大拉伸强度超过80MPa,断裂伸长率为3.80%。     

玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的力学性能研究

本文以环氧树脂为基体,经改性过的短切玻璃纤维为增强材料,制备了玻璃纤维增强环氧树脂(GF/EP)复合材料。探究了玻璃纤维与环氧树脂配比、固化条件对GF/EP复合材料力学性能的影响。结果表明:当玻纤用量为20%、固化温度为120℃、固化时间为3.0 h时制备的GF/EP复合材料拉伸强度约为38.52 MPa、冲击强度约为6.46k J/m2;GF/EP复合材料经60℃、5%的食盐水浸泡48 h后力学性能下降,SEM显示纤维与树脂的粘结界面经腐蚀后被破坏。