RTM用双马树脂体系的TTT图及TTT-粘度图

针对一种适用于RTM工艺的双马树脂,采用动态DSC方法得到相应的动力学参数并建立了固化度与时间和温度的关系。同时借助调制DSC(MDSC)测试,基于DiBenedetto方程得到了玻璃化转变温度与固化度的关系,并进一步推导出玻璃化转变温度随温度与时间的变化关系。使用Arrhenius方程对不同温度下的凝胶化时间进行拟合得到树脂的凝胶曲线。在此基础上绘制了该树脂的时间-温度-转变图(TTT)图,并结合粘度变化进一步得到了TTT-粘度图,可为树脂的加工工艺选择提供依据。     

基于DSC法的混杂纤维增强树脂基复合材料拉挤工艺研究

为提高碳纤维/玻璃纤维混杂增强树脂基复合材料(以下简称混杂纤维复合材料)拉挤型材的固化质量和力学性能,通过差示扫描量热分析(DSC)法,得出了相同配方条件下复合材料的4种不同升温速率下的固化DSC曲线,运用T–β外推法初步确定了三段式加热拉挤成型方法的温度工艺参数范围。在此基础上,选择直径为10 mm的混杂纤维棒材作为研究对象,变化不同的拉挤温度和速度制备型材,并对其分别进行力学性能试验,研究拉挤工艺参数对复合材料力学性能的影响,从而根据力学性能表征进一步明确适合于本配方的生产工艺参数。结果表明,通过以上方法所得到的混杂纤维复合材料拉挤工艺参数能够满足制备混杂纤维复合材料型材的要求;与传统的经验方法相比,采用该方法更为高效和准确。     

BA9913环氧树脂固化动力学和TTT图

以BA9913树脂的全动态DSC扫描实验为基础,结合半经验的唯象模型获得了基于唯象模型的高韧性环氧(牌号:BA9913)树脂的固化动力学参数,建立相应的动力学模型,并测定了BA9913树脂在100℃时保温不同时间后的凝胶固化度。利用Di Benedetto方程研究了该等温条件下BA9913树脂固化度与加热时间的关系,得到其玻璃化转变温度与固化时间的关系表达式。采用测凝胶储能模量的方法得到了BA9913树脂凝胶时的固化度和玻璃化转变温度之间的关系,绘制了BA9913树脂的TTT图。在此基础上对T300/BA9913的固化工艺进行了优化,并研究了优化前后T300/BA9913复合材料的内部质量、基本力学性能及玻璃化转变温度。     

新型拉挤酚醛树脂及其复合材料的性能研究

以牌号为F-613的非酸固化型拉挤酚醛树脂为研究对象,通过FTIR、GPC、流变仪、DSC等表征方法分析了该树脂的结构、分子量、粘度特性、固化特性、凝胶时间等。结果表明,该树脂的DSC曲线显示具有单一的固化峰,且固化峰温度较低,此外,高温下的凝胶时间较短,固化度较高,能够很好地满足低粘度、高活性、快速固化等拉挤工艺要求,并且工艺配方与成型工艺简单,由其所制备的复合材料与9450酚醛树脂的复合材料性能基本相当。     

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。     

Z616耐烧蚀酚醛树脂固化反应动力学研究及TTT图

通过对耐烧蚀酚醛树脂进行全动态DSC测试,利用Kissinger方程及Crane方程,拟合得到了固化反应参数,得出固化反应活化能E_a=77.235 kJ/g,指前因子A_0=1.92×10~8,反应级数n=0.9088;对恒定温度下不同保温时间的树脂进行DSC测试,得到玻璃化转变温度及固化度,应用DiBenedetto经验方程建立玻璃化转变温度与固化度关系模型;利用哈克RS6000旋转流变仪测试耐烧蚀酚醛体系凝胶时间数据,表征凝胶时间与温度的关系,分析凝胶时间与凝胶温度之间的关系,其中凝胶时的固化度α_(gel)=0.08,凝胶化后的玻璃化转变温度T_(g, gel)=89.1℃;绘制了耐烧蚀酚醛树脂体系的TTT图,为耐烧蚀酚醛树脂实际应用奠定了理论基础。     

耐高温拉挤环氧树脂及其复合材料性能研究

本文研究了改性多元缩水甘油胺型耐高温环氧树脂的固化动力学,分析了该树脂体系的浇注体性能,制备了碳纤维拉挤复合材料,并通过热机械分析(DMTA)考察了树脂浇注体及其复合材料的动态热机械性能.结果表明,树脂体系的凝胶化温度与固化温度相差较小,固化反应放热集中,适合于快速拉挤成型;其复合材料具有优良的耐高温性能,玻璃化温度(Tg)达到210℃以上.     

基于连续编织-缠绕-拉挤成型工艺的复合材料直管固化研究

根据复合材料固化成型原理,建立采用连续编织-缠绕-拉挤成型工艺生产的复合材料直管的传热模型以及固化动力学模型,利用有限元软件ANSYS和APDL语言开发复合材料直管固化过程数值模拟程序,以三维复合材料直管为模型进行固化数值模拟仿真,从而分析不同参数对采用连续编织-缠绕-拉挤成型工艺复合材料直管固化成型过程中的温度与固化度的影响。通过对复合材料直管模型进行固化数值模拟仿真分析可以得到工艺参数(如初始温度、加温历程、拉挤速度等参数)对固化过程的影响规律。对应用连续编织-缠绕-拉挤成型工艺生产的复合材料直管进行在线温度测试,测试结果表明数值模拟与实际生产工艺贴合,对实际生产有指导意义。     

环氧树脂/聚酰胺体系固化动力学和TTT图绘制

在环氧树脂中加入自制的聚酰胺固化促进剂制得固化体系,采用动态DSC研究了该固化体系的固化动力学,建立了固化动力学的唯象模型。研究了等温条件下固化度、温度和时间的关系及固化度和玻璃化转变温度之间的关系。通过平板拉丝法研究了凝胶时间和凝胶温度之间的关系,并通过回归得到固化体系凝胶时的固化度和玻璃化转变温度,在此基础上绘制了该固化体系的温度-时间转换图(TTT图)。     

哈玻所玻璃纤维增强尼龙拉挤杆研制工作新进展

以热塑性树脂为基体材料的纤维复合材料拉挤工艺是近年来拉挤成型工艺研究的主要目标之一。热塑性树脂基复合材料的拉挤成型工艺具有拉挤速度快、生产效率高、制品韧性好、可以进行后加工等特点,开发应用的前景广阔。一些工业先进国家已相继开发以通用塑料和工程塑料(如尼龙)为基体材料的纤维复合材料拉挤制品,并已逐步形成商品化生产。目前,美国等国家正在研究高性能特种工程塑料(如PEEK)为基体的复合材料拉挤成型     

改性双马来酰亚胺树脂固化反应动力学研究

QY9611是一种新型的改性双马来酰亚胺树脂。目前,针对QY9611的固化反应尚无系统的研究。以DSC动态升温法为基础,采用半经验的唯象模型对QY9611树脂的固化动力学参数进行了拟合,建立了相应的唯象动力学模型。利用Di-Benedetto方程研究了QY9611树脂的玻璃化转变温度与固化度之间的关系。采用凝胶盘法测定了QY9611树脂的凝胶化时间,并建立了树脂的凝胶时间与温度之间的关系。在此基础上绘制了QY9611树脂的时温转变图(TTT图),为其在实际应用中的固化反应工艺条件优化和未来的仿真研究提供数据参考。     

动态力学分析法用于评价环氧树脂基体与复合材料耐热性的研究

用动态力学方法（DMA）研究了4种酸酐固化环氧树脂基体及一种拉挤环氧／玻璃纤维复合材料,力学损耗曲线上的损耗峰对应温度为材料的玻璃化温度Tg,弹性模量曲线上的切线玻璃化温度为材料的短时使用耐热温度Tu,弹性模量开始明显下降处为材料的长期使用耐热温度Tr。结果表明,DMA测量环氧树脂基体及其复合材料的玻璃化温度Tg具有很高的灵敏度,△Tg〈1℃;通过Tg可以比较不同环氧树脂基体及改性树脂配方的耐热性,确定最佳树脂配比,评价复合材料的耐热性;根据复合材料试样两次动态力学试验扫描得到的△t可以评价复合材料的制造工艺;根据Tu、Tr可以进一步评价环氧树脂基体及其复合材料的耐热性,为具体用途初选合适的耐热配方。     

碳纤维增强海因环氧树脂复合材料拉挤工艺性能研究

通过DSC分析及粘度和力学性能测试研究了海因环氧树脂/甲基六氢苯二酸酐/2-乙基-4-甲基咪唑体系的粘度特性,固化反应动力学,浇铸体及碳纤维增强拉挤成型复合材料的力学性能。结果表明,该体系在50℃下,15 h内粘度<500 mPa.s,可以满足拉挤工艺要求。其碳纤维复合材料的玻璃化温度达到206℃以上,剪切强度达到80 MPa,耐热性和力学性能良好。     

牙科根管桩钉用纤维/树脂可塑性复合材料的优化制备研究

以聚双酚A二甲基丙烯酸缩水甘油酯/聚甲基丙烯酸甲酯共混体系为基体,以玻璃纤维为增强相,采用优化的纤维浸润-热预聚-拉挤成型等工艺,制备出了具有可塑性的光固化型玻璃纤维/树脂复合材料。通过玻璃化转变温度考察了共混体系的相容性,用扫描电子显微镜观察了共混体系断口的微观形貌,用三点弯曲试验考察了共混体系和复合材料的力学性能。结果表明,在聚双酚A二甲基丙烯酸缩水甘油酯/聚甲基丙烯酸甲酯=80/20的共混体系中浸入74.1 %（质量分数,下同）的玻璃纤维,在80 ℃下热聚合2 h,再经1.0 cm/min的匀速拉挤成型,最后通过可见光固化60 s,此工艺下制备出的复合材料的弯曲强度达到648.01 MPa,弯曲模量达到33.12 GPa,更接近于牙本质。     

液体橡胶增韧改性中温固化环氧树脂研究及其碳纤维复合材料制备

通过测试端羟基丁腈橡胶-环氧树脂预混物在体系中的不同比例，发现预混物加入42.9%时，其增韧效果最佳，树脂拉伸强度、弯曲强度和断裂伸长率分别提升148.8%、159.4%和264.8%,树脂及其复合材料的玻璃化转变温度分别为132.8℃和138.9℃,并制备得到工艺性和力学性能较好的复合材料。通过动态DSC法，研究了增韧环氧树脂的固化反应动力学，并建立了该树脂的固化度-温度-时间三者关系的理论模型。采用拉丝法，拟合得到凝胶时间和温度之间的关系曲线，为环氧树脂及其预浸料的成型工艺提供理论指导。     

复合材料拉挤成型过程中温度和固化度的数值模拟研究

本文对拉挤成型过程中热传导方程和固化度动力学方程进行了数值分析，确定了拉挤模具内温度和固化度属于强耦合关系。使用有限元软件IFEPG和FORTRAN语言为平台开发出一计算机程序，并使用该程序模拟出在一定工艺参数下拉挤模具内温度和固化度的分布，着重探讨了拉挤速度对模具内温度和固化度分布的影响。     

共混型耐高温VE/CF拉挤复合材料性能研究

将酚醛乙烯基酯树脂(NVE)和高交联密度型乙烯基酯树脂(HCLVE)进行了共混改性，采用DSC研究了共混体系的固化反应过程，并通过拉挤成型工艺制备出树脂基碳纤维单向复合材料，研究了复合材料的弯曲性能、层间剪切强度、热机械性能及热失重性能。结果表明，两种不同结构的乙烯基酯树脂形成热力学共溶体系，共混体系的反应活性介于两者之间，可改善拉挤工艺性；随着NVE用量的增加，复合材料的弯曲强度、层间剪切强度明显提高；而随着HCLVE用量的提高，动态储能模量E’值逐渐提高，复合材料的Tg按照混合法则呈线性增加。     

共混型耐高温VE／CF拉挤复合材料性能研究

将酚醛乙烯基酯树脂(NVE)和高交联密度型乙烯基酯树脂(HCLVE)进行了共混改性，采用DSC研究了共混体系的固化反应过程，并通过拉挤成型工艺制备出树脂基碳纤维单向复合材料，研究了复合材料的弯曲性能、层间剪切强度、热机械性能及热失重性能。结果表明，两种不同结构的乙烯基酯树脂形成热力学共溶体系，共混体系的反应活性介于两之间，可改善拉挤工艺性；随着NVE用量的增加，复合材料的弯曲强度、层问剪切强度明显提高；而随着HCLVE用量的提高，动态储能模量E′值逐渐提高，复合材料的Tg按照混合法则呈现线性增加。     

生物质基酚醛树脂的合成及其复合材料性能

用苯酚在酸性条件下对杉木木粉进行常压、高温液化制备液化油,以中和后的生物液化油和改性剂尿素进行氨基甲酸酯提质,并与多聚甲醛缩聚得到生物基热固性树脂;以生物基热固性树脂作为复合材料基体,制备了石英布层压板复合材料。采用凝胶渗透色谱法(GPC)、差热扫描量热法(DSC)、傅立叶红外光谱(FT-IR)、流变测量和热失重分析(TGA)等表征了生物热固性树脂及其固化物的性能,采用扫描电镜(SEM)、三点弯曲力学性能测试和动态热机械分析(DMA)等技术对复合材料的断面形貌和力学性能进行了评价。结果表明:生物基热固性树脂的固化存在2个固化放热峰(185和220℃);生物基热固性树脂的树脂残炭率约为45%~48%;生物树脂基层压板复合材料的室温弯曲强度为357 MPa、弯曲模量为17 GPa;生物树脂基复合材料的玻璃化温度大于270℃(远高于酚醛树脂复合材料的玻璃化温度215℃)。生物质酚醛树脂是一种可以替代纯酚醛树脂的绿色低成本热固性复合材料基体。     

拉挤成型用树脂配方体系的研究

通过对拉挤成型用树脂配方体系的研究,为拉挤用树脂配方的设计与改进提供思路与方向,从而满足拉挤生产中的不同需求。通过FTIR和GC-MS研究了树脂配方的成分,该配方主要由环氧/酸酐体系加上叔胺类促进剂以及添加剂组成;通过树脂凝胶试验仪和DSC研究了该树脂配方体系的固化反应行为,发现其在140℃时具有最短的凝胶时间(121.0 s)和固化时间(184.5 s),同时在升温速率为5℃/min时的最佳固化反应温度为136℃;对该树脂配方体系和环氧/酸酐体系固化物的力学性能、热变形温度进行了对比研究,发现该树脂配方体系在韧性较好的同时其热变形温度没有受到影响,进一步通过SEM研究发现拉挤用树脂配方体系为韧性断裂而环氧/酸酐树脂体系为脆性断裂。