双马树脂体系结构,固化行为及性能的研究

本文用傅立叶红外光谱ＦＴ－ＩＲ、动态力学分析ＤＭＡ的方法研究了双马树指的固化行为，并用ＦＴ－ＩＲ跟踪了决定树脂性能的主要基团－Ｃ＝Ｃ－。φ－Ｏ－Ｃ、－ＣＨ２－在固化过程中变化，发现高温对－ＣＨ２－的生成有利，对φ－Ｏ－Ｃ不利；在一定温度下反应进行至一定程度后，提高反应程度，不能靠反应时间的延长，需提高固化温度，对双马树脂合材料部分力学性能的测试结果亦证实了这一点。     

上浆剂对碳纤维增强双马树脂基复合材料力学性能的影响

通过对包覆不同上浆剂的碳纤维增强双马树脂基复合材料在不同温度下的层间剪切强度、弯曲性能和三点弯曲试样破坏模式进行研究,探讨了上浆剂对碳纤维增强双马树脂基复合材料力学性能的影响。研究表明不同的国产上浆剂对CCF300/QY8911复合材料在高温环境时的层间剪切强度和弯曲强度有影响;室温下不同上浆剂的CCF300/QY8911复合材料的力学性能与T300/QY8911复合材料的相当,而高温下其力学性能的保持率低于T300/QY8911复合材料的。     

热氧老化对碳纤维双马树脂基复合材料性能的影响

采用三点弯曲测试方法,研究热氧老化对碳纤维双马树脂基复合材料弯曲性能的影响,分析复合材料的失重行为以及不同老化时间下的弯曲性能、断口形貌、动态力学性能和红外谱图。结果表明:随着老化时间的增加,老化温度为100℃时的质量损失率逐渐趋于平稳,180℃时的质量损失率逐渐增加。老化温度为100℃时,只是物理老化,没有新物质的生成;而老化温度为180℃时,发生了化学老化,产生了热老化效应和氧化反应,引起了基体性能和界面性能的退化。热氧老化对复合材料弯曲强度的影响要大于对弯曲模量的影响。     

现代树脂基复合材料及其基体的工业和研究

综述了现代树脂基复合材料及其基体树脂的工业和研究进展概况。关于先进复合材料着重介绍了环氧型和BMI型体系。     

碳纤维/双马树脂复合材料抗高速冲击性能

采用热压罐成型工艺制备碳纤维/双马树脂复合材料,并采用空气炮冲击装置、超声水浸C扫描探伤装置和万能材料试验机等测试手段,研究碳纤维类型和碳纤维体积分数对复合材料层板抗高速冲击性能的影响.结果表明:与CCF300碳纤维、CCF700碳纤维和CCF800H碳纤维相比,TZ1000G碳纤维复合材料抗高速冲击性能最优;碳纤维体积分数越高,复合材料层板抗高冲击性能越高;碳纤维复合材料的破坏模式与冲击速率有关,冲击速率较低时,复合材料层板弹击面出现周围含纤维分层开裂的圆形凹坑,背弹面出现沿纤维方向的分层开裂;冲击速率较高时,复合材料层板弹击面出现周围含纤维分层开裂的圆形通孔,背弹面出现撕裂断口.     

双马体系对T—50／酚醛环氧复合材料层间剪切强度的影响

本文研究了在酚醛环氧树脂基体中加入的不同双马为酰亚胺树脂及其添加剂量和固化工艺条件对Ｔ－５０／酚醛环氧复合材料层间剪切强度（ＩＬＳＳ）的影响。采用ＳＥＭ分析了复合材料剪切口形貌。结果表明，改性双马来酰亚胺树脂的加入可以使复合材料的ＩＬＳＳ值提高１０％以上。     

聚酰亚胺纤维/双马树脂复合材料抗高速冲击性能

采用热压罐成型工艺制备聚酰亚胺纤维/双马树脂复合材料,并采用空气炮冲击实验研究聚酰亚胺纤维体积分数和环境温度对复合材料层板抗高速冲击性能的影响。结果表明:与等面重下TC4钛合金相比,S35聚酰亚胺纤维复合材料抗高速冲击性能更优,且具有优异的高温抗高冲击性能。聚酰亚胺纤维体积分数越高,复合材料层板抗高冲击性能越高,其中,73%体积分数的聚酰亚胺纤维复合材料层板室温弹道吸能可达227.0J,比等面重下TC4钛合金高240%。冲击速率较低时,复合材料弹击面出现周围含纤维分层开裂的圆形凹坑,背弹面出现沿纤维方向的分层开裂;冲击速率较高时,复合材料层板弹击面出现周围含纤维分层开裂的圆形通孔,背弹面出现沿纤维方向大面积纤维分层开裂。     

双马体系对T－50／酚醛环氧复合材料层间剪切强度的影响

本文研究了在酚醛环氧树脂基体中加入的不同双马来酰亚胺树脂及其添加量和固化工艺条件对Ｔ－５０／酚醛环氧复合材料层间剪切强度（ＩＬＳＳ）的影响。采用ＳＥＭ分析了复合材料剪切断口形貌。结果表明，改性双马来酰亚胺树脂的加入可以使复合材料的ＩＬＳＳ值提高１０％以上。     

湿热-高温循环老化对碳纤维增强双马树脂基复合材料界面性能的影响EI北大核心CSCD

采用层间剪切的测试方法,研究了湿热-高温循环老化对碳纤维双马树脂基复合材料界面性能的影响,分析了复合材料的质量变化过程以及不同循环老化次数下的层间性能、表面和断口形貌、动态力学性能及红外谱图。结果表明,随着湿热老化次数的增加,饱和吸湿率逐渐增大后又减小,但达到吸湿饱和所用时间逐渐缩短;随着高温老化次数的增加,老化前期的质量损失速率降低得不多,但最终的质量损失率有着小幅度的升高。湿热-高温循环老化导致了纤维与基体间的界面破坏,但层间剪切强度降低的幅度不大,有着较高的保持率。随着循环次数的增加,每次湿热老化后的Tg都较前一次有所升高,但在每次高温老化后的Tg都相差不大。高温老化在循环老化过程中起主导作用,期间发生了热老化效应和氧化反应。     

紫外辐照对玻纤增强树脂基复合材料冲蚀性能的影响

为了探讨紫外老化对玻璃纤维增强环氧乙烯基酯树脂基复合材料冲蚀性能的影响,对玻璃纤维增强环氧乙烯基酯树脂基复合材料进行人工紫外加速老化试验,并对不同老化时间下试样进行冲蚀;采用扫描电镜、红外光谱仪及差式扫描仪研究了老化前后材料表面形貌、化学结构以及玻璃化转变温度的变化,并分析了不同老化时间对试样巴氏硬度、质量损失率及冲蚀失重率的影响.结果表明：随着老化时间的增加试样表面发黄现象逐渐加剧,并出现树脂基体的开裂、剥离及纤维暴露;紫外老化7 d后试样的抗冲蚀性能提升了5.3%、巴氏硬度上升3%,但老化56 d后试样抗冲蚀性能下降了15.1%、巴氏硬度下降14.6%;老化56 d后试样玻璃化转变温度上升9.3 ℃.紫外老化是一个由表及里的过程,首先造成表层树脂性能的下降;紫外老化引起树脂基体的分解、玻璃纤维与树脂基体界面的脱黏、树脂基体的脆化,进而导致材料抗冲蚀性能的下降.     

弯曲载荷下碳纤维/双马复合材料湿热特性实验研究

研究了碳纤维/双马复合材料单向层板在三点弯曲载荷作用下70℃水浸的湿热特性,测试分析了层板的吸湿量、玻璃化转变温度、弯曲性能及其破坏模式随湿热时间的变化,通过对比研究弯曲载荷作用和无外载荷条件下层板湿热性能的差异,探讨了应力对复合材料湿热行为的作用规律。结果表明：弯曲载荷作用下试样整体的吸湿规律、剩余弯曲性能等方面与未加载情况相比没有显著差异,但弯曲加载试样吸湿饱和前相同吸湿率时玻璃化转变温度下降更多;弯曲加载试样受压应力部分吸湿速度小于受拉应力部分,同时弯曲断口的扫描电镜照片显示,与未加载情况相比弯曲加载试样受拉应力部分树脂与纤维粘结较弱,说明应力会对复合材料湿热性能产生影响,并且不同方向应力的作用规律不同。     

氰酸酯／双马来酰亚胺／环氧树脂三元共聚物及性能研究

采用双马来酰亚胺和环氧树脂与氰酸酯共聚对氰酸酯树脂进行改性，用FTIR跟踪了其固化过程。性能测试表明，当BCE：BMI：EP为5：2：3时，其固化物的冲击强度达到了12．2kJ·cm^-2，韧性有较大的提高；改性树脂的耐热性随着EP含量的增加而下降，当EP含量为30％时，Tg为233．7℃；改性后的氰酸酯树脂在1MHz频率下的介电常数和介电损耗角正切都比纯CE的有所增加，但上涨的幅度较小，仍具有优异的介电性能；DMA分析表明，在瓦温度时，损耗因子和损耗模量达到最大值，其中，tanδmax为0．359。     

双马来酰亚胺改性环氧树脂固化反应行为及性能研究

采用双马来酰亚胺（BMI）改性环氧树脂（TDE-85）／芳香胺（DAMI）固化体系。用差式扫描量热法（DSC）对树脂体系的固化反应行为与固化动力学进行了分析，考察了BMI含量对改性体系性能的影响。结果表明，随着体系中BMI比例的增加，体系固化放热峰向高温区移动，总反应热减小，固化物的耐热性和力学性能明显提高；根据Kissinger方法求得改性前后体系固化反应的表现活化能△E分别为52．46和57．72kJ／mol；根据Crane理论计算得到改性体系的固化反应级数n为0．88，固化反应过程为多级反应。     

Rheological behavior of a bismaleimide resin system for RTM process

The curing properties and rheological behavior of a bismaleimide resin system were studied with differential scanning calorimetry (DSC) analysis and viscometer measurements, respectively. A dual-Arrhenius viscosity model and an engineering viscosity model were established to predict the resin rheological behavior of this resin system. The two viscosity models were compared. The results show that the two models are both suitable for predicting the viscosity in the mold filling stage of resin transfer molding (RTM). However, the engineering model provides a more accurate prediction of the viscosity near the gel point. The effectiveness of the engineering viscosity model is verified both in isothermal and nonisothermal conditions. The limitation of the engineering model is that it cannot be used to predict the viscosity after cross-linking of the curing system. The engineering viscosity models can be used to predict the processing windows of different processing parameters of the RTM process, which is critical for the simulation and the optimization of composite manufacturing processes. Translated from Acta Materiae Compositae Sinica, 2006, 23(1): 56–62 [译自: 复合材料学报]     

双马来酰亚胺/环氧树脂改性聚氨酯泡沫塑料的研究

用双马来酰亚胺对环氧树脂进行改性 ,然后用改性环氧树脂对聚氨酯泡沫塑料进行改性。确定了改性聚氨酯泡沫塑料的最佳配方 ,研究了玻璃纤维和玻璃微珠的加入对改性泡沫塑料耐热性的影响。结果表明 ,改性泡沫塑料比未改性的热变形温度有了显著提高。     

SiC颗粒-SiC晶须混杂填料/双马来酰亚胺树脂导热复合材料的制备与性能

以双马来酰亚胺树脂(BMI)为树脂基体,二烯丙基双酚A(DABA)为增韧剂,γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH-560)表面改性的SiC颗粒-SiC晶须(SiCP-SiCW)为复配导热填料,浇注成型制备SiC_P-SiC_W/BMI导热复合材料,分析研究SiC形状、用量、质量比及表面改性对SiC_P-SiC_W/BMI导热复合材料的导热性能、介电性能、力学性能和热性能的影响。结果表明,当改性SiC_P-SiC_W用量为40wt%且SiC_P∶SiC_W质量比为1∶3时,SiC_P-SiC_W/BMI导热复合材料具有最佳的综合性能,导热系数λ为1.125W(m·K)~(-1),介电常数ε为4.12,5%热失重温度为427℃。     

BMI-QC130 双马树脂拉挤工艺

为了研究分析双马树脂的拉挤工艺特性和工艺参数,采用差示扫描量热法(DSC)研究了BMI-QC130双马树脂的固化反应动力学,建立了该BMI树脂的固化度预测模型,通过该预测模型得到的固化度预测值与试验值较为吻合,采用双Arrhenius方程建立了该BMI树脂的黏度预测模型,该黏度预测模型在温度低于120℃范围内具有很高的预测精度。根据所建立的固化度预测模型和黏度预测模型确定了BMI-QC130双马树脂的拉挤工艺参数为：胶槽恒温95℃,拉挤模具温度控制在200℃,出模后经过温度为280℃的烘道进行后固化。在此工艺条件下,成功地连续拉挤出碳纤维增强BMI-QC130复合材料样品。     

多层石墨/硅树脂导热复合材料的制备与性能

以硅树脂为基体材料, 多层石墨为导热填料, 采用旋转搅拌球磨法制备了多层石墨/硅树脂导热复合材料, 研究了填料对多层石墨/硅树脂复合材料热导率、 热膨胀系数(CTE)和热稳定性的影响。结果表明, 多层石墨在硅树脂中分散性良好。多层石墨/硅树脂复合材料的热导率随多层石墨填充量的增加而增大, 填充质量分数为45%时, 热导率达到2.26 W·(m·K)^-1, 超过此值之后热导率开始下降。随着填料的增加, 多层石墨/硅树脂复合材料热膨胀系数减小。与纯硅树脂相比, 多层石墨/硅树脂复合材料热稳定性高。相同填充量下多层石墨/硅树脂比SiC/硅树脂、 AlN/硅树脂的热导率高得多, 这说明径厚比大的片状填料更易形成有效接触和导热网链。     

双马来酰亚胺共聚改性及性能

采用侧甲基双马来酰亚胺(T-BMI)对4,4’-二苯甲烷型双马来酰亚胺(BDM)进行共聚改性制备一种高韧性基体树脂。研究结果表明:T-BMI-BDM改性共聚体系的力学性能得到明显的改善,当T-BMI与BDM的摩尔比为1∶1时,冲击强度和断裂韧性GIC分别达到17.2kJ/m~2和316J/m~2,比改性前分别提高了66.3%和39.8%;共聚体系的拉伸强度和弯曲强度分别达到101.0 MPa和165.0 MPa,比改性前分别提高了12.2%和2.5%;DMA和TG分析结果表明,T-BMI-BDM改性共聚体系的热性能没有明显下降,玻璃化转变温度和5%热失重温度分别达到了267.2℃和403.7℃;通过改性共混体系DSC曲线分析确定其固化工艺条件为160℃×2h+180℃×2h+200℃×2h+230℃×4h,通过改性共混体系黏度-温度和黏度-时间曲线分析确定其流变性能适用于复合材料RTM成型工艺,适宜的注射温度为125~140℃。