VARI工艺用海因环氧树脂性能研究

本文以海因环氧树脂和胺类固化剂为基础设计了一种高温固化环氧体系,通过流变仪分析了树脂的粘度特性,并对树脂及复合材料的力学性能进行了测试,最后研究了该树脂的湿热环境性能。结果表明,该树脂体系具有良好的工艺性能和优异的力学性能,适合用作液态成型工艺,但该树脂及其复合材料也存在吸湿率高,耐湿热环境性能差的问题。     

M40J/EC复合材料的温湿效应

用湿法缠绕技术制作了高模量，高强度石墨纤维增强高韧性低吸湿环氧树脂（M40J／EC）预浸料，对热压罐固化的M40J／EC复合材料的室温，高温干态和湿态力学性能进行了研究。与高模量石墨纤维／酚醛环氧树脂（40／4211）得合材料相比，M40J／EC复合材料的各项力学性能均有很大程度的提高，且有优异的耐湿热性能，在130℃干，湿态下，其弯曲强度，弯曲弹性模量和层间剪切强度的保持率较高。     

湿热循环对PMI泡沫/3218-1环氧树脂夹层结构性能影响的研究

通过对PMI泡沫/3218-1环氧树脂夹层结构进行湿热处理,测定夹层复合材料的吸湿、脱湿曲线,研究湿热对夹层复合材料的吸湿性能的影响,同时对湿热循环处理前后的夹层复合材料试样进行力学性能和介电性能的测试,以研究湿热循环对两种PMI泡沫/3218-1环氧树脂夹层结构的吸湿性能、力学性能及介电性能的影响。     

碳纤维增强双马来酰亚胺树脂复合材料耐湿热性能

采用改性双马来酰亚胺树脂与碳纤维制备了耐热及耐湿热性能优异的复合材料。通过红外光谱分析、不同温度下力学性能测试及动态力学性能测试分析等,考察了该复合材料耐热及耐湿热性能;从吸湿特性、物理、化学特性及热应力等方面分析了湿热处理前、后复合材料高温环境下力学性能衰减机理。结果表明,复合材料吸湿初始阶段符合Fick第二定律,平衡吸湿率为0.97%~1.32%;湿热处理对复合材料基体化学结构和玻璃化转变温度基本无影响;界面处不断增大的热应力削弱界面结合强度,这是高温环境下力学性能下降的关键因素;与国内外同类复合材料相比,该复合材料湿热处理前、后在高温下弯曲性能和层间剪切强度保持率较高,耐热及耐湿热性能出众。     

PCH/UHMWPE复合材料的性能研究及应用

采用一种结构与超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维相似、且对纤维表面具有良好浸润性的碳氢树脂(PCH)作基体,通过层压成型工艺制得PCH/UHMWPE复合材料,对复合材料的力学性能、介电性能及吸湿性能进行研究.结果表明,PCH/UHMWPE复合材料力学性能好、介电性能优异、吸湿率低,湿热前后材料性能变化甚小,性能保留率高,可用作高性能透微波复合材料.利用PCH/UHMWPE复合材料制得的覆铜板、压力容器等产品在实际应用中性能较为优异,可达到规定使用要求.     

玄武岩纤维/酚醛树脂基复合材料性能研究

对玄武岩纤维增强酚醛树脂基复合材料进行了实验研究。制备了连续玄武岩纤维平纹织物增强酚醛树脂复合材料。研究了胶含量对玄武岩纤维/酚醛树脂复合材料拉伸、压缩和层间剪切强度等力学性能、耐烧蚀性能的影响。利用SEM对复合材料压缩、层间剪切破坏断口和烧蚀试样的微观形貌进行了分析。研究结果表明,玄武岩纤维/酚醛树脂复合材料具有较好的界面性能,树脂含量在36%时CBF/酚醛树脂复合材料的力学性能最佳,线烧蚀性率和质量烧蚀率最低。     

湿热老化对石英纤维/聚酰亚胺复合材料力学和介电性能影响研究

本文考察了湿热老化对QW220/902(石英纤维/聚酰亚胺)树脂基复合材料力学和介电性能的影响。研究结果表明:复合材料在80℃下经48 h水煮处理后,由于水分子浸入引起界面脱粘,各项力学性能略有下降,300℃下的层间剪切强度保持率为86.48%,但是其他力学性能保持率仍超过90%;水煮处理后复合材料的介电性能发生明显下降,但是经100℃真空干燥除去水分后,材料的介电性能可以得到基本保持,表明QW220/902复合材料具有良好的抗湿热老化性能,可以作为结构/透波一体化材料,具有很好的应用前景。     

RTM工艺成型国产T700碳纤维复合材料湿热性能

采用树脂传递模塑工艺制备了国产T700级碳纤维织物ZT7H3194U增强环氧树脂5284RTM复合材料层板。通过超声C扫描和显微分析法评价了层板的内部质量,研究了ZT7H3194U/5284RTM复合材料的吸湿特性,利用动态热力学分析评价了湿热老化对复合材料耐热性能的影响,研究了ZT7H3194U/5284RTM复合材料在室温干态及吸湿平衡后在高温条件下的力学性能。结果表明,所制备的复合材料层板内部质量良好。纤维体积分数为58%的ZT7H3194U/5284RTM复合材料的平衡吸湿率约为0.41%。随着湿热老化时间的延长,复合材料的玻璃化转变温度(Tg)及储能模量拐点温度(Tg m o d)均逐渐下降,并随着吸湿平衡而趋于平稳,达到平衡吸湿后,复合材料的Tg和Tg m o d仅分别下降了约7%和8%。吸湿平衡后的ZT7H3194U/5284RTM复合材料在高温条件下的力学性能保持率较高。综合湿热老化前后其耐热性能和力学性能的变化情况来看,ZT7H3194U/5284RTM复合材料具有良好的耐湿热性能。     

亚麻纤维增强复合材料湿热环境中界面性能研究

为了全面研究植物纤维增强复合材料界面的湿热行为,亚麻纤维增强环氧树脂复合材料以亚麻纤维作为增强材料,环氧树脂作为基体材料,采用真空辅助树脂传递模塑(RTM)成型工艺制备复合材料层合板,通过探究亚麻/环氧复合材料在湿热环境条件下的吸水率和界面剪切强度的变化,并借助扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)等材料表征设备,分析了植物纤维增强高分子基复合材料在湿热条件下微观结构的变化,揭示了植物纤维增强高分子复合材料在湿热环境下其界面性能下降的机理,为植物纤维增强复合材料的应用与界面改性提供了大量的理论依据。     

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。     

高强纤维复合材料的微波透过性能研究

本文详细研究了高强聚乙烯纤维/乙烯基酯树脂、高强聚乙烯纤维/环氧树脂、芳纶/乙烯基酯树脂、芳纶/环氧树脂复合材料体系的透波性能,分别讨论了树脂含量、类型和纤维的结构、排列方式对复合材料透波性能的影响,采用扫描电镜(SEM)对复合材料介电常数变化的原因进行深入分析。结果表明,控制适当的树脂含量可获得透波性能较好的聚乙烯无纬片/乙烯基酯树脂复合材料。     

碳纤维/聚三唑树脂复合材料的湿热老化行为

本文研究了碳纤维/聚三唑树脂复合材料(T700/PTA)在80℃、相对湿度98%条件下的湿热老化行为。分别采用静态力学性能测试、吸湿称重、动态热机械分析、扫描电子显微镜观察等手段考察了复合材料在湿热条件下的力学性能变化、吸湿特性和形貌变化;利用半经验数学模型对复合材料进行强度拟合和寿命预测。结果表明,复合材料的弯曲强度、层间剪切强度受湿热影响显著,尤其在老化初期;复合材料吸湿第一阶段符合Fick扩散定律,扩散系数D=1.129×10-6mm2/s;吸湿后试样的动态热机械分析谱图上出现两个转变,干燥后次级转变消失;湿热老化后,纤维与树脂基体之间的界面作用减弱;利用数学模型预测复合材料弯曲强度保留率为50%时的老化寿命为33600h,T700/PTA复合材料具有优良的耐湿热老化性能。     

聚酰亚胺纤维/环氧树脂预浸料工艺性及其复合材料破坏机制研究

聚酰亚胺纤维(PIF)复合材料凭借PIF分子主链中酰亚胺环及芳香环结构所带来的优良综合性能，逐渐为各制造领域所重视。随着PIF复合材料的原料与制备工艺的发展，其性能适应了飞行器结构功能一体化对于材料低介电、高强度、轻质及化学稳定性优良的需求，成为了航空航天先进复合材料选材的热门。本文简述了PIF的研究成果及特点，深入研究并分析了高强高模PIF增强环氧(EP)树脂预浸料的工艺性及聚酰亚胺纤维/环氧树脂(PIF/EP)复合材料的力学性能与失效机制。同时对该类材料未来性能改善及发展方向进行了展望。该高强高模PIF/EP复合材料为航空航天先进复合材料提供了一个全新的选材方案。     

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%。     

F-12和国产芳纶Ⅲ纤维/环氧单向复合材料力学性能和强度对比分析

采用单向复合材料缠绕型式,对F-12和国产芳纶Ⅲ纤维增强环氧复合材料进行力学性能测试,考核了两种芳纶纤维/环氧复合材料界面黏结性能,并进行拉伸破坏机理与强度分析,获得了强度参数值.结果表明:两种芳纶纤维单向复合材料具有明显的各向异性特征,轴向力学性能远高于径向力学性能;F-12/环氧复合材料力学性能优于国产芳纶Ⅲ/环氧复合材料性能;两种复合材料纤维/树脂界面粘接较差.     

5528氰酸酯树脂基玻璃纤维增强复合材料性能研究

本文对新型的5528改性氰酸酯树脂基玻璃纤维增强复合材料的耐热性能、力学性能、耐湿热性能、介电性能进行研究，结果表明：5528氰酸酯树脂基玻璃纤维增强复合材料具有良好的力学性能和介电性能。其中石英玻璃纤维增强复合材料的介电常数为3．40，介电损耗正切值为0．00393，并且对频率显示出优秀的稳定性；而高强玻璃纤维增强复合材料的介电损耗正切值为0．00925，远远优于环氧和双马树脂基复合材料。5528氰酸酯基玻璃纤维复合材料适合高性能透波材料或高频印刷电路板应用。     

湿法造纸技术制备聚酰亚胺纤维增强体及其对热塑性树脂基复合材料力学性能的影响

利用湿法造纸成形技术抄取得到聚酰亚胺纤维纸,分别以等质量的聚酰亚胺纤维、聚酰亚胺纤维纸为增强体,采用手糊成型、热压法制备热塑性聚酰亚胺树脂基复合材料。聚酰亚胺纤维纸增强体改变了纤维的存在形式,解决了复合材料中纤维束多、纤维孔径分布不匀、有效长度低、材料力学性能不佳等问题,纸增强复合材料拉伸性能提高130%,弯曲性能提高108%,层间剪切性能提高34.5%。聚酰亚胺纤维纸增强体自身因素影响了复合材料力学性能,从纤维长度、打浆状况、纸页定量角度分析了复合材料力学性能改善的原因。     

PMI泡沫夹芯复合材料湿热老化性能研究

通过对夹芯结构复合材料湿热老化性能的研究,探究环境对夹芯结构复合材料性能的影响。实验中采用了聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)、玻璃纤维增强环氧树脂(SW110C/608)复合材料面板制备了PMI泡沫夹芯结构复合材料,研究了PMI泡沫夹芯结构复合材料的耐湿热老化特性,并讨论了湿热对PMI泡沫夹芯结构复合材料的压缩性能以及弯曲性能的影响。结果发现,PMI泡沫夹芯结构复合材料浸泡在水中时的饱和吸湿时间为30d,饱和吸水率为4.08%,通过Fick第二扩散定律发现水分子在PMI泡沫中的扩散系数为水分子在面板扩散系数的29.29倍,由于水分子的增塑作用以及浓度梯度扩散的影响,湿热处理后的PMI泡沫夹芯复合材料的平压强度下降了32.86%,侧压强度下降了16.73%,弯曲强度下降了23.94%。     

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。     

混杂纤维复合材料力学性能及其低速冲击性能研究

采用热压成型工艺制备单一碳纤维、碳纤维/玻璃纤维(CF/GF)和碳纤维/Kevlar纤维(CF/KF)均质和非均质混杂增强环氧树脂基复合材料,通过三点弯曲、层间剪切、低速冲击及冲后压缩性能测试,研究纤维组分、混杂结构和混杂比对复合材料力学性能及低速冲击性能的影响。结果表明,单一碳纤维复合材料力学性能最佳,其弯曲模量、弯曲强度和层间剪切强度分别达到66.16 GPa、830.35 MPa和42.73 MPa,而CF/GF混杂结构性能总体优于CF/KF混杂结构,内层混杂结构性能优于外层混杂结构;单一碳纤维复合材料低速冲击性能较差,其冲击损伤凹坑深度最高可达混杂结构的3.5倍,对应的分层阈值为2 723.53 N;CF/KF均质混杂结构的剩余压缩强度最大,而单一碳纤维复合材料则最小,对应数值分别为0.92和0.79。