增强材料对环氧树脂力学性能影响的研究进展

论述了各种增强材料在影响环氧树脂的力学性能方面的研究发展情况,主要包括纤维、无机纳米材料、碳纳米管、有机聚合物等增强材料对环氧树脂力学性能的改善情况及每种增强材料不同作用机制的研究进展.最后指出了目前研究中存在的一些问题,并对其发展进行了简要的评述.     

碳纤维增强羟基磷灰石/环氧树脂复合材料的制备与力学性能

采用树脂传递模塑(RTM)工艺制备了碳纤维增强环氧树脂以及碳纤维增强羟基磷灰石(HA)/环氧树脂两种复合材料，并测试了其力学性能。结果表明，RTM工艺可以基本保证环氧基体均匀浸入碳纤维织物内部。碳纤维增强HA，环氧复合材料的冲击韧性高于碳纤维增强环氧复合材料，而弯曲强度和弯曲模量低于碳纤维增强环氧复合材料。两种复合材料的弯曲强度远高于人体皮质骨，弯曲模量与皮质骨非常接近。动态力学分析(DMA)表明加入HA后，复合材料的贮存模量和内耗降低，玻璃化转变温度升高。     

磨碎玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的制备及力学性能研究

用硅烷偶联剂对磨碎玻璃纤维表面进行改性,并制备玻璃纤维/环氧树脂复合材料,采用超声分散对复合材料分散处理,探讨不同磨碎玻璃纤维粉质量比对环氧树脂基复合材料压缩、拉伸性能的影响。研究表明,添加磨碎玻璃纤维后,环氧树脂的强度和硬度显著增强。当磨碎玻璃纤维掺量在15%~25%之间时,复合材料的综合力学性能最好,其压缩强度、压缩模量、拉伸强度最高达到67.1 MPa、1.68 GPa、57.6 MPa,与纯环氧树脂相比提高了24%、35%、34%;断裂伸长率随着掺量的增加逐渐降低,当含量达到30%时比纯环氧树脂的降低了48%,表明添加玻璃纤维粉后环氧树脂脆性增强。目数小粒径较大的玻璃纤维粉对环氧树脂力学性能增强效果更优,但影响程度不如含量对复合材料力学性能的影响大。     

硅改性环氧树脂复合材料的研究进展

综述了纳米二氧化硅和有机硅等硅质材料改性环氧树脂复合材料的性能特征,论述了硅质材料的类型、用量和改性方法对复合材料力学性能、电性能、耐蚀性、热稳定性和阻燃性等的影响。讨论了表面化学修饰纳米二氧化硅和有机硅与环氧树脂的共聚方法以及材料微观结构对复合材料性能的影响和机理。硅质材料的分散性和含量是影响复合材料性能和微观结构的主要因素,对纳米二氧化硅进行表面化学修饰或改进共聚、共混是改善硅分散性以及复合材料微观结构和性能的有效途径。     

硅改性环氧树脂复合材料的研究进展

综述了纳米二氧化硅和有机硅等硅质材料改性环氧树脂复合材料的性能特征，论述了硅质材料的类型、用量和改性方法对复合材料力学性能、电性能、耐蚀性、热稳定性和阻燃性等的影响。讨论了表面化学修饰纳米二氧化硅和有机硅与环氧树脂的共聚方法以及材料微观结构对复合材料性能的影响和机理。硅质材料的分散性和含量是影响复合材料性能和微观结构的...     

激光改性纤维对其增强环氧树脂复合材料力学性能的影响

利用激光对玻璃纤维、玄武岩纤维和碳纤维进行表面改性后,以环氧树脂为基体,分别制备三种纤维增强环氧树脂复合材料。利用SEM和万能试验机对表面改性前后的碳纤维形态、力学性能及三种纤维/环氧树脂复合材料的力学性能和断面形貌进行表征,研究了纤维激光表面改性对三种纤维及其增强环氧树脂复合材料力学性能的影响。结果表明:激光表面改性对碳纤维/环氧树脂复合材料的力学性能提升最高,其拉伸强度最大提高了77.06%,冲击强度最大提高了31.25%,玄武岩纤维/环氧树脂复合材料的力学性能提升次之,而玻璃纤维/环氧树脂复合材料的力学性能有所下降。因此,激光进行表面改性适用于碳纤维和玄武岩纤维。     

裂解碳涂层对碳纤维增强碳化硅复合材料力学性能的影响

采用先驱体裂解－热压烧结方法制备出Cf/SiC复合材料,探讨了裂解碳涂层和烧结温度对复合材料纤维／基体界面和力学性能影响,烧结温度为1800度时,由于其中由富碳界面相构成的纤维／基体界面相使纤维／基体界面结合适中,具有较好的力学性能。     

环氧树脂复合泡沫材料的压缩力学性能

对空心玻璃微珠填充环氧树脂复合泡沫材料进行了准静态压缩实验, 研究了材料的宏观压缩力学性能, 并提出了弹性模量和屈服强度的预测公式。此外, 对压缩试件的断口进行了宏、细观观察, 研究了材料的压缩破坏机理。结果表明, 复合泡沫材料在压缩过程中, 具有普通泡沫材料的应力-应变曲线的典型特征, 在应变为2 %左右时材料发生屈服, 在应变大于30 %后发生破坏。此外, 材料的杨氏模量和强度均随密度的减小而下降, 预测公式给出的结果与实验值基本一致。压缩试件断口的宏、细观观察表明, 复合泡沫材料主要的破坏形式为剪切引起的弹塑性破坏。      

T-ZnO晶须增强环氧树脂复合材料的力学行为

研究了以四脚状氧化锌（T-ZnO）晶须为增强剂，环氧树脂复合材料的力学行为。结果表明，由具有三维空间结构的T-ZnO晶须为增强剂所制备的环氧树脂复合材料具有各向同性的力学性能，T-ZnO晶须填加质量分数为6%时，就可使材料的力学性能改善；拉伸强度提高到169%，拉伸功几乎提高了100%，冲击强度提高到300%，抗弯的断裂功提高到158%，而压缩强度略有下降。     

石墨烯/环氧树脂复合材料的制备与力学性能

通过对氧化石墨热膨胀还原并用超声分散制备了石墨烯,并对所得产物进行分析表征。用超声分散和模具浇注成型法制备了石墨烯/环氧树脂纳米复合材料。研究了石墨烯含量对石墨烯/环氧树脂复合材料力学性能和断面形貌的影响,分析了石墨烯对环氧树脂的增强机理。结果表明,随着石墨烯含量的增加,石墨烯/环氧树脂复合材料的拉伸强度及模量先增加后减小;当石墨烯的质量分数为0.1%时,复合材料的拉伸强度达到最大值60.9MPa,比纯环氧树脂提高了16.88%;当石墨烯的质量分数为0.5%时,复合材料的拉伸模量达到最大值2833.3MPa,比纯环氧树脂提高了48.29%。     

纳米SiO2/环氧树脂复合材料性能研究

采用溶液共混法制备了纳米SiO2/环氧树脂复合材料。通过冲击强度测试、SEM分析、DSC测试以及红外光谱分析、对材料的冲击性能耐热性能及其固化行为进行了探讨。实验结果表明,不同类型的纳米SiO2/环氧树脂复合材料其冲击性能都比纯环氧树脂固化物要好,并且都在纳米SiO2含量为4%时为最佳;纳米SiO2的加入也能有效提高材料的玻璃化转变温度;而且纳米SiO2的比表面积越大,其冲击性能和耐热性能越好。     

碳纤维改性环氧树脂复合材料研究进展

介绍最近几年碳纤维增强环氧树脂复合材料研究的前沿动向,重点叙述了碳纤维表面处理方法以及碳纤维在环氧树脂的应用,综述了环氧树脂/碳纤维复合材料的研究发展。     

Thermal expansion and swelling of cured epoxy resin used in graphite/epoxy composite materials

This paper presents results of experiments in which the thermal expansion and swelling behaviour of an epoxy resin system and two graphite/epoxy composite systems exposed to water were measured. It was found that the cured epoxy resin swells by an amount slightly less than the volume of the absorbed water and that the swelling efficiency of the water varies with the moisture content of the polymer. Additionally, the thermal expansion of cured epoxy resin that is saturated with water is observed to be more than twice that of dry resin. Results also indicate that cured resin that is saturated with 7.1% water at 95° C will rapidly increase in moisture content to 8.5% when placed in 1° C water. The mechanism for this phenomenon, termed reverse thermal effect, is described in terms of a slightly modified free-volume theory in conjunction with the theory of polar molecule interaction. Nearly identical behaviour was observed in two graphite/epoxy composite systems, thus establishing that this behaviour may be common to all cured epoxy resins.     

纳米SiO_2改性环氧树脂复合材料的低温力学性能研究

对环氧树脂/纳米SiO2复合材料的低温力学性能进行了研究.在环氧树脂中加入SiO2形成复合材料,并采用对纳米颗粒表面进行硅烷偶联处理的方法实现了SiO2纳米粒子在树脂基体中的均匀分散.在液氮下对一部分复合材料进行冷冻,然后通过电子万能实验机和冲击实验机测试其低温力学性能,并与未冷冻的复合材料的室温力学性能进行比较.结果表明,复合材料低温下的拉伸强度比室温下的高,但冲击强度和断裂伸长率有所下降.     

Shielding properties of composite materials based on epoxy resin with graphene nanoplates in the microwave frequency range

Analysis of the electromagnetic properties of composite materials based on epoxy resin with the addition of 0.5 wt % graphene nanoplates in the frequency range of 26–37 GHz is performed. The influence of types of epoxy resin with different viscosities and the type of solvent used (ethanol, acetone) on the electromagnetic response in this frequency range are determined. It is established that the least viscous epoxy resin, Epikote 828, and solvent ethanol are most effective for creation of a shielding covering in the microwave range. Composite materials with optimal composition provide attenuation of the electromagnetic signal at a level at least 10 dB in power for a film thickness of 1.1 mm.     

基于人造海绵的碳/环氧树脂网络互穿复合材料的制备及磨损性能研究

采用人造海绵为模板,通过浸渍酚醛树脂和环氧树脂,制备了具有海绵构造的碳/环氧树脂网络互穿复合材料。并研究了该复合材料的微观形貌及摩擦磨损性能。结果发现人造海绵的网络状构造很好地复制到了复合材料中。与环氧树脂相比,复合材料的磨损率和摩擦系数都降低了。复合材料中的网状碳限制了环氧树脂基体的应变和回弹能力,使其摩擦系数变动范围变小。显示出此类复合材料具有更加稳定的摩擦磨损性能。     

超高模量环氧树脂/碳纤维复合材料的研究进展

通过对碳纤维及环氧树脂进行改性处理,在降低树脂含量的同时提高其结合强度来改善碳纤维复合材料的力学性能。     

Reinforcement of ball shaped MoS2 nanoparticles in epoxy resin

The present work involves the synthesis of molybdenum disulfide (MoS2) nanoparticles by annealing the precursor obtained from simple reflux method. XRD, FESEM and HRTEM confirmed the formation of 2H-MoS2 with ball shaped particles, where some of them possess coalesced dumbbell morphology. The reinforcement of polysulphide modified epoxy resin (PSER) by MoS2 with varying amounts from 0.150 to 0.200 wt% provides unique combination of the improved thermal stability, tribological and mechanical properties. XRD studies indicate interaction between the sulphur containing nanoparticles and the epoxy resin. Maximum improvements in tensile strength (440%) and toughness (534%) are observed with ball shaped MoS2 nanoparticles (0.150 wt%)/PSER composite. Also the coefficient of friction and wear resistance show improvements of 60 and 78% respectively for 0.175 wt% loading in PSER compared to the neat resin matrix. Thermal stability is found to be improved maximum by 23 degrees C, when 5% weight loss is taken as a point of comparison. Similar studies on synthetic microcrystalline MoS2 filled PSER show that improvements in all these properties are very inferior.