基于复合材料湿法模压工艺的快速固化树脂体系研究

以适用于湿法模压工艺的快速固化环氧树脂体系为研究目标,研究了以改性胺类为主体的环氧固化体系特性。采用差示扫描量热仪(DSC)测试树脂体系的热性能,凝胶化时间测试仪确定树脂体系的固化时间,万能材料试验机表征树脂体系的力学性能,最后确定了快速固化树脂体系最佳的配比参数和浇注体性能。测试结果表明,在20%的固化剂用量和120℃的固化温度下,凝胶化时间达到48s,可以在5min左右完成固化,固化度达98%,拉伸强度达到63MPa,相比常规树脂体系和国内产品均有明显提升。     

环磷腈型多官能度环氧树脂的合成及固化动力学

以六氯环三磷腈(HCCP)为原料合成了一种六官能度环氧树脂——六(4-缩水甘油氧基甲基苯氧基)环三磷腈(HGPCP),采用红外光谱、核磁共振氢谱和磷谱对其进行了结构表征和确认。选择4,4′-二氨基二苯甲烷(DDM)和4,4′-二氨基二苯砜(DDS)作为固化剂,采用非等温差示扫描量热法对HGPCP的热固化动力学进行了研究。研究表明,HGPCP/DDM和HGPCP/DDS固化体系的表观活化能分别为52.46 kJ/mol和61.77 kJ/mol,相比于通过Kissinger法、Crane法建立的n级动力学模型,DDM和DDS对HGPCP的固化反应更符合Eestak-Berggren双参数自催化模型。此外,结合不同升温速率的特征温度,对DDM、DDS固化HGPCP的工艺条件进行了优化。     

高性能端芳香氨基聚醚/环氧树脂胶粘剂的研究

用端芳香氨基聚醚(ATPE)与E-44环氧树脂组成了高强、高韧的胶粘剂.研究了胶粘剂的固化反应和固化产物的交联密度、冲击断面形貌与力学性能,及其随ATPE化学结构变化的规律.结果表明,增大ATPE分子中聚醚链段长度(M^-PE),胶粘剂体系的固化温度和反应热焓值(ΔH)均提高;胶粘剂固化产物的综合力学性能随着M^-PE增大出现最佳值.改变ATPE中末端-NH2在苯环上的位置,发现3-ATPE体系的ΔH最大;2-ATPE体系的综合力学性能最佳.     

非等温DSC法研究复合材料用环氧树脂的固化反应

采用非等温DSC研究了一种复合材料用环氧树脂体系的固化反应。采用n级反应模型和Malek等转化率法确定了固化反应动力学方程,通过外推法优化其固化工艺,测试优化后工艺下制备的树脂浇铸体的固化度和力学性能。结果表明,n级反应模型与实验值差别较大;采用Malek等转化率法判断固化反应按自催化反应机理进行,在2.5～15℃/min升温速率下,自催化模型计算曲线与实验曲线吻合较好;优化确定其固化工艺为70℃/2h+110℃/2h,在该工艺下制备的浇铸体固化度达98.51%,拉伸强度和弯曲强度分别为75.11MPa和128.10MPa。     

一种RTM 用苯并噁嗪树脂的工艺性及其复合材料性能

制备了一种可用于树脂传递模塑( RTM) 工艺的高性能苯并噁嗪共混树脂体系( BA21) 。研究了BA21 的注射工艺性, 确定了其固化程序, 并考察了采用RTM 工艺制备的BA21 基复合材料的基本力学性能。升温及恒温黏度测试结果表明, BA21 树脂体系能够用于RTM 工艺。依据修正的双阿累尼乌斯方程建立了与实验数据较为吻合的化学流变模型, 利用该模型可以选择合适的注射温度。通过不同温度下的恒温DSC 测试及修正的Kamal 动力学模型计算得到BA21 树脂体系的固化反应级数, 并确定后固化温度为200 ℃。采用RTM 工艺制得的玻璃纤维/ BA21 复合材料表现出优异的力学性能, 弯曲强度达600 MPa , 弯曲模量达30 GPa , 冲击强度达210 kJ/ m2 。      

多官能度聚氨酯丙烯酸酯水性UV树脂的合成与性能表征

采用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚乙二醇600(PEG600)、2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)为主要原料合成水性聚氨酯分散体,然后分别通过甲基丙烯酸-2-羟乙酯(HEMA)、二甲基丙烯酸甘油酯(GMDA)和季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)引入碳碳双键,制备了2,4,6官能度的3种聚氨酯丙烯酸酯(PUA)水性UV树脂(UV-WPUA)。利用二正丁胺法测定合成过程中异氰酸根(-NCO)含量的变化,通过红外光谱(FT-IR)表征了合成产物的结构,树脂的紫外光固化结果表明4官能度的树脂具有最高的转化率(80%);随着官能度的提高,吸水率降低而光泽度逐步提高,其中4官能度的树脂力学性能更为优良。     

先进复合材料用环氧树脂的固化反应和化学流变

用等温差示扫描量热法(DSC)研究了HD03环氧树脂在一定温度范围内的固化反应。试验结果表明,该环氧树脂体系的固化动力学符合自催化固化反应模型。由试验确定了模型中的动力学参数。发现在树脂的固化后期,固化反应由化学反应控制转变为扩散控制。用以绝对反应速率理论为基础的化学粘度分析模型研究了较高温度范围内HD03环氧树脂的等温粘度和变温的动态粘度变化。用MCR 300流变仪测量并计算了HD03环氧树脂的等温粘度和动态粘度。理论预测与试验结果相吻合。      

复合材料用中温固化环氧树脂体系的研究(一)树脂基体组成的研究

用差热分析的方法研究了各种促进剂对二氨基二苯矾(DDS)固化环氧618树脂体系的促进作用,选定了两种具有协同效应的给质子体物质作为促进剂,可使体系在中温(130℃)较快地固化。应用回归正交设计法对树脂基体各组分配比进行优化试验,所得回归方程可信度均超过95%。计算机按回归方程所画等值线图直观地反映了各组分配比对树脂基体材料性能的影响规律。利用计算机逐步搜寻法,确定了组分的最优配比,按此配比所得树脂基体具有优良的综合性能。     

航天复合材料用低温固化改性环氧树脂体系的研究

0引言 连续碳纤维增强热塑性树脂改性环氧基体复合材料在航空材料领域具有广泛的应用。这类材料韧性好，耐热性优良（可耐150℃的高温），易加工，可作为纤维的预浸料，也可用于热压罐成型。一般地，这类复合材料在热压罐成型时都是使用高温固化（HTC）（如，〉180℃）来达到优异的性能。     

一种光聚合共混树脂抗原子氧侵蚀的机理

采用双酚A型环氧树脂E-44与有机硅环氧树脂ES-06的共混改性树脂体系进行紫外光辐照聚合,制备了光聚合含硅聚合物;使用原子氧效应地面模拟设备对光聚合含硅聚合物进行原子氧侵蚀试验,比较了试验前后试样的质量、表面形貌和成分的变化,研究了原子氧的侵蚀机理.结果表明,在紫外光辐照固化后改性树脂的表面形成一层含C的氧化硅(SiOx)膜,经原子氧暴露试验后进一步氧化转变为富含SiO2的保护膜,具有较好的耐原子氧性能.原子氧对含硅共混物的侵蚀是多种效应协同作用的结果,以发生化学反应为主,通过提氢,插入和置换等机理产生含碳挥发性物质和H2O等,导致聚合物的质量损失.生成的硅氧化物留在聚合物表面,能有效地阻止原子氧对基底聚合物材料的进一步侵蚀.     

树脂基复合材料浸润技术研究

影响复合材料性能很重要的一个因素是复合材料基体和增强体之间所形成的界面层状态,浸润性是影响界面的重要因素。本文从渗透力、吸附、低粘度、加热、真空、超声方面,探讨改善复合材料浸润性的技术和方法。     

MPI树脂基复合材料研究

简述了碳纤维增强 MPI树脂基复合材料的制造工艺。研究表明 :AS4 /MPI复合材料 371℃力学性能保持率 >5 0 % ,复合材料在 371℃、 10 0 h的失重率为 2 .2 5 % ,表明其具有较好的耐热氧化稳定性 (TOS)     

5405双马来酰亚胺树脂基复合材料湿热性能研究

５４０５双马来酰亚胺树脂是针对飞机主受力构件应用而研制的具有良好韧性、湿热性能和工艺性的基体。本文研究了该树脂浇铸体及其碳纤维复合材料有关热、湿方面的性能。结果表明，５４０５树脂吸湿率低，耐热性与５２４５Ｃ相当；Ｔ３００／５４０５复合材料在１３２℃热／湿条件下的弯曲强度及短梁剪切强度保持率达到ＴＭ６／５２４５Ｃ的水平，能保证飞机主受力构件在１３０℃下的使用。     

热塑性树脂增韧酚醛树脂基复合材料研究

研究热塑性树脂的含量、端基、分子量对酚醛树脂基复合材料性能的影响，用扫描电镜观察增韧体系的断口形貌，对增韧机理进行了探索。结果表明，以热塑性树脂膜和固化后的酚醛树脂膜形成连续相、酚醛树脂固化球粒为分散相的“网膜-球粒”结构使酚醛树脂基复合材料的韧性提高。     

树脂基低密度隔热材料的研究进展

对树脂基低密度隔热材料的发展状况进行了综述,探讨了隔热材料的特点、选用原则以及隔热材料的发展方向.     

隐身防护多功能树脂基包装复合材料研究进展

指出了隐身防护多功能树脂基复合材料发展的重要性和必要性,分析了隐身防护复合材料的研究相状。对树脂基复合材料的主要特性进行了总结,通过分析讨论树脂基复合材料组成和成型方式对材料性能的影响,提出了隐身防护包装复合材料的发展途径。     

环氧树脂混杂复合材料的阻尼性能研究

从本文研究的混杂复合材料阻尼特性的影响因素看,玻璃纤维和碳纤维混杂复合材料中两种纤维对阻尼性能和力学性能的作用和贡献是不同的。经GF/CF混杂后,复合材料的阻尼性能符合混合率,阻尼因子界于GF复合材料和CF复合材料的之间。另外,纤维zk强复合材料的模量变化和玻璃化转变温度受所加纤维的种类、含量和混杂效果的影响。     

碳纳米管增强环氧树脂复合材料阻尼性能的研究

采用热压成型法制备出碳纳米管环氧树脂复合材料,并对其分散性能和阻尼性能进行了研究。扫描电镜(SEM)分析表明,通过超声振荡处理和分散剂辅助处理可以将碳纳米管较好地分散在环氧树脂基体材料中。采用自由振动对数衰减率法和动态热机械分析仪(DMTAⅤ)对复合材料的阻尼性能进行了测试,结果表明,在环氧树脂基体中加入碳纳米管能够提高复合材料的阻尼性能,并且随着碳纳米管质量分数的增加,复合材料的阻尼性能不断增强,掺加直径为10~20nm的碳纳米管比掺加直径为30~50nm的碳纳米管能更大地提高复合材料的阻尼性能。     

Impregnation of Composite Materials: a Numerical Study

Oxide ceramic matrix composites are currently being developed for aerospace applications such as the exhaust, where the parts are subject to moderately high temperatures (≈?700 ^°C) and oxidation. These composite materials are normally formed by, among other steps, impregnating a ceramic fabric with a slurry of ceramic particles. This impregnation process can be complex, with voids possibly forming in the fabric depending on the process parameters and material properties. Unwanted voids or macroporosity within the fabric can decrease the mechanical properties of the parts. In order to design an efficient manufacturing process able to impregnate the fabric well, numerical simulations may be used to design the process as well as the slurry. In this context, a tool is created for modeling different processes. Thétis, which solves the Navier-Stokes-Darcy-Brinkman equation using finite volumes, is expanded to take into account capillary pressures on the mesoscale. This formulation allows for more representativity than for Darcy’s law (homogeneous preform) simulations while avoiding the prohibitive simulation times of a full discretization for the composing fibers at the representative elementary volume scale. The resulting tool is first used to investigate the effect of varying the slurry parameters on impregnation evolution. Two different processes, open bath impregnation and wet lay-up, are then studied with emphasis on varying their input parameters (e.g. inlet velocity).     

新型复合陶瓷刀具材料研究

单相陶瓷材料由于脆性高、强度低、韧性低等原因,已远远不能满足生产的需要.近年来,陶瓷材料研究专家发现向单相陶瓷基体中添加第二相或者更多相,特别是向基体内添加微米、纳米相将极大地改善材料的力学性能和化学稳定性,因此研制新型纳米复合陶瓷材料是目前研究的一个热点.因此,作者以WC(粒径0.4μm)为基体,以ZrO2(粒径0.04μm)为粘结相,以纳米TiC(粒径0.14μm)为增强相,并添加部分晶粒生长抑制剂,在氮气保护下利用热压烧结工艺成功制备了WC基复合陶瓷材料.