高温固化树脂的增韧设计

本文综述了热塑性树脂对于环氧树脂、双马树脂和氰酸酯树脂等高温固化体系的增韧改性研究工作.热塑性树脂增韧设计的方法之一使用带反应性官能团的热塑性树脂,以期望热塑性增韧剂能够参与固化体系的反应.另一种增韧设计的方法是通过热塑性树脂在热固性树脂体系中以各种各样的分布方式来获得显著的增韧效果,例如“层间增韧”和“离位增韧”技术.对于这些增韧技术的不断探索与改进,有助于获得在高低温环境下都具有良好韧性的热固性材料.     

热塑性树脂增韧环氧树脂及其在航空航天中的应用

近年来，采用高性能热塑性树脂增韧环氧树脂是研究热点之一，将这种改性树脂用于高性能复合材料树脂基体，可以制备出兼具韧性和耐热性等综合性能优异的高性能复合材料。简述了热塑性树脂增韧环氧树脂的增韧机理、研究进展和制备工艺，详细介绍了目前国内外增韧环氧树脂的研究热点及其在航空航天中的应用。     

树脂基体中热塑性树脂含量对碳纤维环氧复合材料Ⅱ型层间断裂韧性的影响

制备了国产CCF800H碳纤维增强环氧树脂基复合材料,通过调控环氧树脂中的热塑性增韧树脂含量,探索热塑性树脂增韧颗粒含量对复合材料Ⅱ型层间断裂韧性的影响,结果表明,在碳纤维对增韧剂颗粒的过滤效应下,热塑性树脂增韧颗粒会在复合材料层间富集,并且随着热塑性树脂增韧剂含量增加,复合材料层间厚度增大.随热塑性树脂增韧剂含量增加,在层间树脂基体韧性及层间高韧树脂厚度增大的共同作用下,复合材料Ⅱ型层间断裂韧性逐步提升.     

几种新型的纤维增强热塑性树脂基复合材料的成型方法及其应用

近扯为，热塑性树脂基复合材料发展十分迅速，本文重点介绍了CRM、RRIM、GMT、ERM等几种新型的热塑性树脂基复合材料的成型方法，比较了它们各自的优缺点，同时也对它们的应用前景进行预测。     

PEK-C膜层间增韧碳纤维/环氧树脂复合材料的力学性能

为探究热塑性酚酞基聚醚酮（Polyaryletherketone with Cardo,PEK-C）树脂薄膜及膜厚对层间增韧碳纤维/环氧树脂复合材料力学性能的影响,利用浸渍提拉法制备了三种不同厚度（分别约为1 μm、10 μm、30 μm）的PEK-C膜,通过热压成型制备了层间增韧碳纤维/环氧树脂复合材料层合板,对其进行了Ⅰ型层间断裂韧性、冲击后压缩强度、层间剪切及弯曲性能测试,并利用SEM观察微观形貌及AFM扫描微观相图。结果表明:不同PEK-C膜厚增韧碳纤维/环氧树脂复合材料的Ⅰ型层间断裂韧性、冲击后压缩强度及层间剪切强度有不同程度提高,Ⅰ型层间断裂韧性及层间剪切强度以膜厚为10 μm最佳,分别增大了157.17%和17.57%,冲击后压缩强度以膜厚为30 μm最佳,达到了186.67 MPa,这是由于PEK-C与环氧树脂在热压固化过程中形成了双相结构,改善了材料韧性;但弯曲性能持续下降,强度及模量由未增韧的1 551 MPa、106 GPa分别降至30 μm时的965 MPa、79 GPa,这是由于PEK-C树脂扩散进入环氧树脂中,降低了纤维体积分数及材料刚度。      

双马来酰亚胺树脂的增韧研究──橡胶的增韧

研究了无规端羧基丁腈橡胶对4,4＇-双马来酰亚胺基二苯甲烷/E-51环氧树脂/4,4＇-二氮基二苯砜体系的增韧作用,包括橡胶含量对固化树脂力学性能的影响,固化树脂两相结构的形成及其断裂形貌。在上述研究的基础上,分析了橡胶的增韧理论。     

RFI工艺用双马来酰亚胺树脂膜

以热塑性聚醚砜树脂（PES）和聚酰亚胺树脂（PI）改性4508树脂，制得了适用于树脂膜熔渗（RFI）工艺的高性能树脂基体膜。该树脂膜室温性质稳定，发粘点高，任意弯曲不脆裂。其固化树脂的力学性能、耐热性和耐湿热性能优良，所制得的玻璃布复合材料综合性能优异。     

热塑性树脂基复合材料用碳纤维上浆剂研究进展

与高性能热塑性树脂不匹配、耐热性偏低的传统上浆剂越发难以满足热塑性树脂基复合材料快速发展与应用的需求,开发面向热塑性树脂基复合材料的碳纤维上浆剂具有重要意义。本文对上浆剂的主要作用效果、上浆剂与增强材料和基体树脂间的相互作用、热塑性树脂基复合材料用碳纤维上浆剂的主要特点进行了概述;对聚酰胺、聚氨酯、聚芳醚、聚酰亚胺及其他类型上浆剂的研究进展进行了重点论述,结合各体系的性能特点和主要问题,梳理了不同热塑性树脂基复合材料用碳纤维上浆剂的改性途径及近年来在各大生产企业中的研发应用情况,分析和阐明了各自的作用机制与发展现状,对热塑性树脂基复合材料用碳纤维上浆剂的未来趋势进行了展望,并给出了发展建议。      

纳米碳材料/热塑性树脂层间增韧热固性树脂基复合材料研究进展

碳纤维增强环氧树脂复合材料(CF/EP)由于其优异的力学性能,被大量应用于工业中,但薄弱的层间性能限制了其优势性能的发挥.层间增韧是有效解决该问题的技术之一.随着材料科学与技术的发展,热塑性树脂、纳米碳材料先后被应用于层间增韧复合材料的研究中.综述了热塑性树脂、纳米碳材料及二者协同层间增韧复合材料的研究进展,分析了热塑...     

玻璃纤维增强硼酸酯改性酚醛树脂复合材料的摩擦学性能研究

将硼酸(BA)和苯基硼酸(PBA)分别引入热塑性酚醛树脂(NR)中合成硼酸酯改性酚醛树脂,并以硼酸酯改性树脂为基体、玻璃纤维为增强体制备复合材料,研究不同硼改性对复合材料摩擦磨损性能的影响.采用DSC、FTIR和TGA分别对其固化反应过程、固化结构及固化树脂热稳定性进行表征,结果表明BA和PBA改性都可以在固化后的体系中引入硼酸酯结构,从而显著提高酚醛树脂(PR)的热稳定性.硼酸酯改性NR可显著改善树脂的摩擦学性能,其中PBA含量为30 phr时复合材料表现出较好的摩擦学性能,摩擦系数降低至0.16.另外,硼酸酯的引入可以提高树脂与纤维的界面粘合性能.     

高邻位热塑性酚醛树脂的合成及固化性能

在常压条件下,合成了高邻位热塑性酚醛树脂,并考察了反应过程中催化剂种类、反应原料配比等因素对树脂性能的影响。通过软化点测试仪、核磁共振谱仪和热分析(TG-DSC)等研究了树脂合成过程中各制备参数对树脂结构和固化性能影响。结果表明:选择醋酸锌做邻位加成的第一催化剂,有机酸草酸做缩聚反应的第二催化剂,m(P)/m(F)比为1:0.7时合成酚醛树脂的O/P值较高,凝胶时间较短,固化反应更易进行。     

热塑性树脂改性热固性树脂体系固化反应诱导相分离研究进展

热塑性树脂改性热固性树脂,可以在不降低热固性树脂耐热温度的同时,大幅度提高改性材料的韧性.热塑性树脂改性热固性树脂体系初始是均相的,随着固化反应的进行,体系中两相的相容性下降,发生反应诱导相分离.介绍了固化反应诱导相分离的基本理论和研究进展,重点是近年来热塑性树脂改性热固性树脂体系固化反应诱导相分离的研究.     

掺磷酚醛树脂炭用作锂离子电池负极的研究

以添加不同含量的五氧化二磷的热塑性酚醛树脂为前驱体,经热固化后升温至600～1600℃下热裂解制备掺磷树脂裂解炭.元素分析、氮气物理吸附和X射线衍射分别考察了裂解炭的元素组成、BET比表面积以及微晶结构变化;恒定电流充放电技术研究了裂解炭的充放电性能.研究发现五氧化二磷的加入使得树脂裂解炭的微晶结构发生了很大改变:随着磷掺杂量的增加,树脂炭的微晶层间距减小,微晶变得更加无序;BET比表面积先减小而后增加;放电容量先增加而后减小,当其含量为 9wt％时,放电容量达到最大值（528mA·h·g^-1）,是掺杂前（230mA·h·g^-1）的2倍多.     

氮化物对增强线性酚醛树脂导热性能的对比研究

目的对比探讨氮化物陶瓷颗粒AlN和BN对热塑性酚醛树脂复合材料导热率的影响,制备高导热复合材料,并将其应用于电子塑封领域。方法首先,采用硅烷偶联剂对AlN和BN进行表面改性,以增强其在有机聚合物中的分散性。然后通过在线性酚醛树脂中添加不同粒径的陶瓷颗粒,对比粒径及填料含量对线性酚醛树脂复合材料导热率的影响,从声子角度分析,获取适合作为提高复合材料导热性能的填料。结果经过硅烷偶联剂表面改性后,陶瓷颗粒AlN、BN与水的接触角变大,与树脂的接触角变小,能够更好地分散在线性酚醛树脂中。在线性酚醛树脂中添加不同粒径、不同含量的AlN和BN,发现在不同含量范围内,填料粒径对复合材料导热率的影响不同。根据声子传递热量理论分析,BN较AlN在与C形成的界面上更容易传输热量,从而实现了较高的导热率。结论氮化物陶瓷颗粒能够很好地增强复合材料的导热率,尤其是BN,其态密度和C的态密度重叠率极高,更适合在BN与C的界面快速传递热量。     

热熔预浸工艺及热熔热固性树脂的研究进展

热熔预浸工艺是近年来制备预浸料的一种新型成型工艺。热熔预浸工艺具有环保、低成本等优势,使其有望成为未来高性能复合材料成型的主要工艺。先进树脂基复合材料使用的热固性基体树脂由于存在脆性大、树脂和纤维浸润性较差等不足,很大程度上限制了热固性树脂在热熔预浸工艺中的应用。因此,研制适用于热熔预浸工艺的热固性树脂,是高性能树脂基复合材料的热点之一。综述了近年来环氧树脂、氰酸树脂、苯并噁嗪、双马来酰亚胺、酚醛树脂等几种主要的热熔预浸工艺用热固性树脂的研究概况。     

由椴木木粉和酚醛树脂制备木材陶瓷的研究

以椴木木粉和酚醛树脂为原料制成一种新的木材陶瓷.用TGA、XRlD和SEM技术分别对木材陶瓷的形成机理、物相构成和微观结构进行了表征与研究.详细讨论了碳化温度和酚醛树脂用量对木材陶瓷显气孔率、体积电阻率和弯曲强度的影响.结果表明,木材陶瓷是由酚醛树脂生成的玻璃态的硬碳和由木粉生成的无定形的软碳组成的多孔性碳复合材料;随碳化温度升高或酚醛树脂用量的增加,木材陶瓷的显气孔率和弯曲强度增大,体积电阻率下降;碳化温度升高可以使(002)衍射峰逐渐变窄,强度增大,并且向高角度移动,晶面间距d₍₀₀₂₎减小,而酚醛树脂用量的增加对(002)衍射峰和晶面间距d₍₀₀₂₎基本没有影响;当碳化温度为1350℃,酚醛树脂用量为160wt％时,木材陶瓷的显气孔率、体积电阻率和弯曲强度分别达到了50％、2.0×10^-2Ω·cm和25MPa.     

热塑性酚醛树脂对碳纤维环氧树脂基复合材料性能的影响

利用热重分析(TGA)、扫描电镜(SEM)和三点短梁法对添加不同含量的热塑性酚醛树脂(PF)的复合材料体系改性效果进行了研究,考察了不同含量的酚醛树脂对固化体系力学性能及热性能的影响.结果表明,随着酚醛树脂含量的增加,碳纤维环氧树脂基复合材料(CFRP)的弯曲强度和弯曲弹性模量呈递减趋势;层间剪切强度(ILSS)呈现先增加后减小的趋势,当酚醛树脂的含量为20%时,层间剪切强度达到111.31MPa,提高约7%;热稳定性较其它含量时高,复合材料体系的综合性能最好.     

热塑增韧环氧树脂体系的黏温特性

采用增韧用热塑性塑料粉料与常用环氧树脂的共溶和共混物的黏温特性进行研究。研究表明,溶解于环氧树脂中的热塑性塑料粉料是环氧树脂体系基础黏度的主要贡献源,不同的热塑性塑料粉料在环氧树脂中的溶解特性具有显著不同的特点,环氧树脂/热塑性塑料粉料共混物也可以获得最低黏度,但不如共溶物显著,共混物黏度的提高主要表现为升温过程中热塑性塑料粉料在环氧树脂中的物理溶解。采用共混方法和共溶方法都可对环氧树脂/热塑体系的黏温特性进行有效调控。     

MPCMs/环氧树脂复合材料导热调温性能

目的 制备MPCMs/环氧树脂复合材料,研究石蜡相变微胶囊(MPCMs)对环氧树脂导热调温性能的影响.方法 采用共混法制备MPCMs/环氧树脂复合材料,对共混改性的复合材料进行导热、储热、调温及热稳定性能表征.结果 MPCMs/环氧树脂复合材料导热系数增大,为原来的4.91倍以上,相变潜热特性与MPCMs的质量分数成正比,有自我调节温度能力.结论 MPCMs/环氧树脂复合材料提高了环氧树脂的导热性能,保留了MPCMs的相变储热调温性能,热稳定性良好.     

Composite structure composed of overlapped fibre bundles,thermoplastic resin and metal plate for secondary forming process

A simple shape of a composite is preferable in mass production, while a curved or stretched shape is sometimes preferable for final products. High formability would enable the composite to deform into a preferable shape by secondary forming. In this paper, a structure for a composite is proposed to enhance formability. The composite is composed of reinforcing fibre bundles, thermoplastic resin as the matrix and metal plates. The reinforcing fibre bundles are discontinuous, and are intentionally overlapped in the longitudinal direction. The resin including fibre bundles is sandwiched between the metal plates. As the thermoplastic resin is melted at an adequate temperature, heating would enhance the mobility of thermoplastic resin resulting in high formability at the secondary forming. If the overlapped length is adequately designed, the composite would still maintain high strength after the secondary formation. The validity of the concept was checked by finite element analyses and experiments.