高聚物纤维材料的高应变率响应行为研究

利用MTS和旋转盘式杆－杆型冲击拉伸试验装置，在高应变率、大应变率范围条件下（Aramid:0.01/s-1000/s;PVA:0.01/s-1500/s），研究了应变率对芳纶纤维和高强PVA纤维束力学性能的影响；同时，利用扫描电子显微镜考察了纤维材料在不同应变率下的微观断裂机理。     

乙烯基酯树脂及其炭纤维复合材料的湿热老化行为

结合乙烯基酯树脂(VE)浇注体在65℃和95℃蒸馏水中的湿热老化行为,对其炭纤维复合材料(CF/VE)的吸湿性、静态和动态力学性能进行了对比分析。结果表明,根据VE浇注体的吸湿特性,可将其复合材料的吸湿过程划分为基体吸湿为主和界面吸湿为主的两阶段;VE浇注体与其复合材料的弯曲强度的下降趋势一致,均与吸湿率的增加趋势相对应,但VE浇注体的弯曲模量下降较复合材料明显;VE浇注体及其复合材料玻璃化转变温度(Tg)的变化均随时间的延长而降低,并随吸湿达饱和而保持在一定值,但两者内耗峰的变化趋势刚好相反。     

乙烯基酯树脂复合材料的固化过程研究

复合材料固化是成型过程中关键步骤之一,涉及到模具设计,成型工艺确定等.本文采用等温DSC分别研究了玻璃纤维/乙烯基酯树脂,碳纤维/乙烯基酯树脂复合材料和乙烯基酯树脂的固化过程.结果表明:玻璃纤维的存在加速了乙烯基酯树脂的固化速度,而碳纤维的存在使得乙烯基酯树脂的固化速度变慢,纤维增强材料的存在提高了树脂的固化度.     

玻璃纤维增强乙烯基酯树脂复合材料的增韧

聚合物基复合材料的增韧一直是高分子材料领域研究的热点之一．文中从乙烯基酯树脂基体增韧、乙烯基酯树脂／玻璃纤堆界面改性及增强材料结构和形式的优化三个方面对玻璃纤堆增强乙蜂基酯树脂复合材料的增韧进行了综述,介绍了各种增韧方法的机理和增韧效果,对这些增韧方法进行了评述．并分析了今后的发展方向．     

聚氨酯/乙烯基酯树脂复合弹性体的阻尼性能研究

采用预聚体法合成了一系列聚氨酯／乙烯基酯树脂复合弹性体，并用动态力学分析法研究了组成、异氰酸酯指数及是否计量VER中的仲羟基等对复合弹性体的阻尼性能的影响。结果表明，当PU／VER的质量比例为60／40，且异氰酸酯指数接近1时，材料的阻尼性能最好；不计量VER中的仲羟基时，所合成的PU／VER表现为两个玻璃化转变温度。此外，用VER直接作为PU的交联剂，二者共聚所形成的PU／VER的阻尼温域可达100℃以上，且在常温范围有较高阻尼因子。     

端乙烯基氨酯树脂阻尼材料的合成与表征

采用聚氧化丙烯二醇(PPG2000)、2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)合成聚氨酯预聚物,用甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)封端得到端乙烯基氨酯树脂(VTUR),加入苯乙烯(St)交联剂,用过氧化氢异丙苯(CHP)、过氧化甲乙酮(MEKP)2种固化剂制备了不同苯乙烯含量的弹性体.分析了VTUR的合成情况,以及苯乙烯含量对树脂...     

超声波实时监测乙烯基酯树脂固化反应过程

采用超声波纵波透射法对乙烯基酯树脂固化反应过程进行了实时在线监测,准确测量了超声波在树脂体系中的传播速度及振幅衰减,研究了不同厚度树脂的固化反应过程及其储能模量和固化度的变化。实验显示,随着固化反应进行,超声波声速增加,振幅衰减先增大后降低。超声波声速变化与固化过程中体系力学性能的变化有关,通过声速与振幅衰减能实时获取体系的储能模量、凝胶时间及固化度。结果表明,超声波技术能够实时监测树脂体系的固化过程和性能变化,对树脂类复合材料的制备工艺和性能研究有重要的指导作用。     

生物基乙烯基酯树脂的研究进展及发展趋势

综述了生物基乙烯基酯树脂的研究概况,并重点介绍了以植物油脂和松脂及其衍生物为原料制备的生物基乙烯基酯树脂。与传统的石油化工产品相比,此类新型的生物基乙烯基酯树脂具有生物可降解、价格低廉等诸多优点,而且具有改善共聚材料强度、耐热性和柔韧性的优点。简要介绍了生物基乙烯基酯树脂的几种不同固化方式,最后展望了生物基乙烯基酯树脂的发展。     

引发剂对乙烯基酯树脂的固化动力学及力学性能的影响

应用等温DSC法研究了引发体系对乙烯基酯树脂固化动力学的影响,结果表明,引发荆的联用降低了树脂反应的诱导期和达到反应放热峰值的时间,提高了树脂的恒温反应热。通过不同反应条件下乙烯基酯树脂浇注体的力学测试分析表明。恒温反应温度对树脂浇注体的拉伸及弯曲性能起决定作用,而引发体系的作用不大。     

Effect of Strain Rate on Compression Behavior of Vinyl Ester Resin Casting

Vinylesterresin(VE)isoflowdensityandcor rosionresistant,andtheprocessperformanceiswell.Becauseunsaturateddoublecrossbondslieonthe twoendingofmolecularchain,thewholemolecular chainwillelongateandabsorbmechanicalenergyun derforcing,andthenpossessesgoodabilityofimpact andcrackresistant.Thehydroxylsinthemolecular chainmakeVEinfiltrateglassfiber,aramidfiberand UHMPEfiberetc.verywell[1],soVEisanother wildlyusedandstudiedresinfollowedepoxyresin.Intherecentyears,ithasbeenreportedthattheVE resinha…     

正交试验法优化乙烯基酯树脂增韧体系的研究

采用正交试验设计方法研究了固化体系的用量、乙烯基酯树脂的用量、增韧体系的内部配比,3个因素对乙烯基酯树脂力学性能的影响。通过测试树脂的凝胶时间和黏度特性,研究了树脂体系的反应性和流变性,制定树脂固化成型工艺。制作树脂浇注体,测试各个组分的冲击、弯曲性能。综合各种因素,优化选出了冲击韧性最好的一组配方,其冲击强度达到12.27kJ/m2,约为未改性树脂(冲击强度为3.11kJ/m2)的4倍。     

Effect of structure on properties of vinyl ester resins

The paper describes the synthesis of vinyl ester resins based on diglycidyl ether of bisphenol-A (epoxy equivalent = 450–465 g/eq) (VR resin) and tetrabromobisphenol-A (epoxy equivalent = 380–420 g/eq) (VR-1 resin). The viscosity of styrenated VR resin was higher than VR-1 resin. The effect of styrene andα-methyl styrene on curing of VR resins was studied. An increase in styrene from 30 to 50 wt% resulted in an increase in gel time and a decrease in exothermic peak. Addition ofα-methyl styrene delayed and depressed the exotherm. The mechanical properties of VR resin sheets and glass fabric reinforced laminates were better than VR-1 resins; whereas LOI of VR-1 was higher. A resin formulation containing 20–30 wt% of VR: VR-1 showed optimum mechanical properties and LOI.     

锂离子电解液/环氧乙烯基酯树脂固态电解质的制备与性能

将具备优良化学稳定性及高电导率的双三氟甲烷磺酰亚胺锂（LiTFSI）溶于1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐（EMIM-TFSI）离子液体中制成LiTFSI-EMIM-TFSI电解液,加入环氧乙烯基酯树脂（VER）中对其进行改性。结果表明,添加了上述电解液后的锂离子电解液/环氧乙烯基酯树脂（LiTFSI-EMIM-TFSI/VER）体系可通过FTIR检测到离子液体的特征吸收峰。随着电解液含量的增加,LiTFSI-EMIM-TFSI/VER体系的孔隙率逐渐增大,沟壑与片层结构逐渐增多。这一变化有利于锂离子的传导,提高体系的电学性能,同时可在一定程度上改善树脂的塑性和韧性,提高LiTFSI-EMIM-TFSI/VER体系的力学性能。在本实验中,当电解液含量为40wt%时,LiTFSI-EMIM-TFSI/VER体系多功能性得以最好地实现。     

E玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料轴向拉伸力学性能的应变率效应

采用MTS-810材料试验机、Zwick-HTM5020高速拉伸试验机及分离式Hopkinson拉杆（SHTB）实验装置,并结合数字图像相关性（Digital image correlation,DIC）分析方法,对E玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料棒材在10^-3~2 400 s^-1应变率范围内的轴向拉伸力学性能进行了较系统的实验研究,获得了不同应变率下材料的应力-应变曲线,揭示了应变率对材料的拉伸强度和断裂应变的影响规律。通过显微分析拉伸试样的断口形貌,揭示了试样的断裂机制及对应变率的依赖性。实验结果表明：E玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料的力学性能具有强烈的应变率效应,归一化拉伸强度随着应变率对数线性增加,而归一化断裂应变则随着对数应变率线性减小;断口显微分析显示：E玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料的轴向拉伸断裂模式依赖于应变率,低应变率加载下试样发生沿45°方向的剪切断裂,随着应变率增大,试样断裂模式逐渐过渡到沿轴向的拉伸断裂,特别是在高应变加载下,观察到大量的玻璃纤维丝被拉断,同时环氧树脂基体也发生严重的碎裂现象,这反映了基体材料与玻璃纤维之间相互约束作用在增强。     

新型磷氮阻燃剂TGICA-DOPO的合成及其对乙烯基酯树脂阻燃性能的影响

以异氰尿酸三缩水甘油酯（TGIC）、丙烯酸和9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物（DOPO）为主要原料,合成了一种含P和N元素的新型阻燃添加剂TGICA-DOPO,将其应用在乙烯基酯树脂（VER）中可以制备具有良好阻燃性能的TGICA-DOPO/VER复合材料。通过FTIR光谱、核磁共振（³¹P-NMR和¹H-NMR）等对TGICA-DOPO的分子结构进行了表征;通过极限氧指数（LOI）测试、TGA和DMA研究了TGICA-DOPO/VER树脂体系的阻燃性能和耐热性能。结果表明,当树脂体系中TGICA-DOPO的质量分数为30wt%时,LOI达到35;当体系中TGICA-DOPO的质量分数为25wt%时,树脂浇铸体在800℃下的残炭量提高了322%;FTIR和SEM测试结果表明,燃烧时TGICA-DOPO有助于形成高致密、连续炭层,隔绝了热量和空气向基材的传递,从而在凝聚相中发挥阻燃作用。     

超支化聚酰胺酯/环氧树脂力学性能的研究

采用超支化聚酰胺酯作为增韧剂,制备环氧树脂复合材料.测试其力学性能、热学性能,并用扫描电镜对冲击断面进行了观察比较.结果表明,超支化聚酰胺酯的加入使环氧树脂的冲击强度从12.27kJ/m2提高到29.78kJ/m2,并且其拉伸和弯曲强度都没有下降.弯曲测试和冲击断面都表现出明显的应力发白现象,进一步验证了超支化聚合物的空穴化理论在提高高聚物韧性中的作用.同时,扫描电镜图片显示复合材料呈现蜂窝形态,有大量撕裂物,应力条纹趋于分散.复合材料的耐热性能变化不大.     

玻璃纤维/环氧乙烯基酯树脂复合材料的层间增韧及其低温下低速冲击性能

采用真空辅助成型工艺(VARI)制备了四种无纺布(聚酰胺(PA)、聚氨酯弹性体橡胶(TPU)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、共聚酯(PEs))层间改性的玻璃纤维/环氧乙烯基酯树脂(GF/EVER)复合材料层合板.在温度为20℃下进行落锤冲击实验,对比分析了不同层间改性的GF/EVER复合材料层合板的低速冲击响应特性和...     

Effect of stitching and weave architecture on the high strain rate compression response of affordable woven carbon/epoxy composites

In this study, experimental investigations on stitched and unstitched woven carbon/epoxy laminates under high strain rate compression loading are discussed. Stitched/unstitched laminates are fabricated with aerospace grade plain and satin weave fabrics with room temperature curing SC-15 epoxy resin using affordable vacuum assisted resin infusion molding process. The samples are subjected to high strain rate loading using modified compression split Hopkinson’s pressure bar at three different strain rates ranging from 320 to 1149 s⁻¹. Results are discussed in terms of unstitched/stitched configuration, fabric type and loading directions. Dynamic compression properties are compared with those of static loading. Failure mechanisms are characterized through optical and scanning microscopy.     

Diatom frustule-filled epoxy: Experimental and numerical study of the quasi-static and high strain rate compression behavior

In this study, centric type diatom frustules obtained from a diatomaceous earth filter material were used as filler in an epoxy resin with a weight percentage of 15% in order to assess the possible effects on the compressive behavior at quasi-static and high strain rates. The high strain rate testing of frustule-filled and neat epoxy samples was performed in a split-Hopkinson pressure bar (SHPB) set-up and modeled using the commercial explicit finite element code LS-DYNA 970. Result has shown that 15% frustule filling of epoxy increased both modulus and yield strength values at quasi-static and high strain rates without significantly reducing the failure strain. Microscopic observations revealed two main deformation modes: the debonding of the frustules from the epoxy and crushing/fracture of the frustules. The modeling results have further confirmed the attainment of stress equilibrium in the samples in SHPB testing following the initial elastic region and showed good agreement with the experimental stress–time response and deformation sequence of the samples in high strain rate testing.