改性双马来酰亚胺基体复合材料的初步研究

本文以双马来酰亚胺为主要组分,探讨了用环氧树脂及丙烯酸酯树脂对其进行改性的可能性。实验结果表明,改性后的树脂体系溶解于丙酮溶剂,复合材料成型工艺能满足热压罐要求,制成的复合材料空隙率低,基体/纤维界面粘接良好。复合材料性能优异,具有较高的耐热性与耐湿性。在150℃下的层剪强度保持率高于80％,在250℃下的层剪强度保持率高于50％;弯曲强度保持率分别高子75％与50％;水煮24小时后的层剪强度保持率高于90％。     

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%。     

SW280玻璃布/苯并噁嗪热熔法预浸料的性能研究

本文采用热熔法制备SW280玻璃布/苯并噁嗪预浸料,并对苯并噁嗪树脂工艺性、热失重性能,及复合材料动态热机械性能、高温力学性能保持率、阻燃性能等进行工艺试验和性能评价.结果表明,苯并噁嗪树脂软化点在41～42℃,最低黏度点为1835mPa·s,满足热熔法预浸料的制备要求;氮气氛围下起始分解温度280℃左右,800℃时残碳率可达61.3％.SW280玻璃布/苯并噁嗪复合材料力学性能优异,界面粘接良好,玻璃化转变温度为200℃,其200℃高温下的压缩强度、弯曲强度、弯曲模量和层剪强度保持率分别为90.6％、59.4％、83.2％和62.7％.SW280玻璃布/苯并噁嗪复合材料阻燃性能优异,无焰和有焰模式下最大烟密度均为0,氧指数＞58％,燃烧等级为V-1.     

碳纤维/双马来酰亚胺(BMI)复合材料力学性能的研究

本文介绍不同固化工艺和基体配比对碳纤维/双马来酰胺复合材料力学性能的影响.研究表明,在选择合适的基体配比与固化工艺条件下,碳纤维/双马来酰亚胺(BMI)复合材料的室温弯曲强度可高达2140MPa,在200℃下弯曲模量、弯曲强度和层间剪切强度的高温性能保待率分别达94.5%、68.7%和62.2%.     

氰酸酯树脂及其碳纤维复合材料研究

E5 1环氧树脂改性双酚A型氰酸酯树脂 (BADCy)体系的力学和热性能的研究表明 ,5 % (质量分数 ,下同 )的E5 1环氧树脂可使BADCy的弯曲强度和冲击强度分别由原来的 95 .6MPa和 9.2 4kJ/m2 提高到 117.8MPa和12 .5 8kJ/m2 ,热变形温度仅下降 8℃。碳纤维 /BADCy复合材料的扫描电镜和力学性能测试结果表明 ,纤维的表面形态对界面粘结效果有较大影响 ,三种复合材料界面的粘结强弱顺序是T3 0 0 /BADCy >M 40 /BADCy >M 40J/BAD Cy。水煮 10 0h对三种碳纤维复合材料的弯曲性能影响不大 ,但对层间剪切强度的影响明显 ,其中M 40J/BADCy的层间剪切强度保持率只有 84.2 % ,而T3 0 0 /BADCy的强度保持率高达 92 .5 %。热冲击和紫外线辐照实验研究表明 ,-3 0℃ / 11h～ 15 0℃ / 11h的 2 0次热交变及总剂量为 1× 10 9J/m2 的紫外线照射对BADCy基碳纤维复合材料的力学性能影响很小 ,三种复合材料的弯曲强度、弯曲模量和层间剪切强度的保持率均大于 90 %。     

复合材料耐低温耐腐蚀性能研究(Ⅲ)

研制了一种耐低温耐腐蚀树脂基复合材料,记为S2/EpD。S2/EpD复合材料采用自制环氧配方,以高强玻璃纤维(S2)为增强材料,通过湿法纤维缠绕成型制作复合材料单向板。S2/EpD单向板在低温(-40℃)的2种氟碳化合物(记为Fa、Fb)里分别浸泡1 000 h后,其单向板复合材料弯曲模量及复合材料外观无显著变化,S2/EpD复合材料单向板在Fa、Fb氟碳化合物里浸泡1 000 h后,弯曲强度保持率分别为78%和81%,弯曲模量保持率分别为98%和95%。     

改性EP/S–GF单向复合材料缠绕成型工艺及性能

以4,4’-二氨基二苯甲烷、苯酚和甲醛为原料合成二胺型苯并恶嗪(MDA–BOZ),并用其改性环氧树脂(EP)。采用湿法缠绕成型方法制备单向高强玻璃纤维(S–GF)增强改性EP基复合材料。用T–β外推法和凝胶化时间法确定了复合材料的成型工艺,并测试了其在室温和高温下的拉伸强度、弯曲强度、层间剪切强度等力学性能。与EP/4,4’–二氨基二苯砜(DDS)/S–GF复合材料相比,EP/MDA–BOZ/DDS/S–GF复合材料综合力学性能有较大提高。EP/MDA–BOZ/DDS/S–GF复合材料室温弯曲强度达1 428.3 MPa,层间剪切强度达79.92 MPa,纵向拉伸强度1 134.1 MPa,拉伸弹性模量为40.15 GPa。复合材料在100℃时,弯曲强度保持率为78.95%,层间剪切强度保持率为81.06%。扫描电子显微镜分析发现,改性树脂与玻璃纤维界面粘结性较好。     

改性双马树脂/碳纤维复合材料体系耐湿热性能研究

对5428/T700复合材料的吸湿率、不同吸湿条件下的玻璃化转变温度及高温湿态力学性能进行了研究。结果表明,5428/T700体系具有较低的吸湿率,经70℃去离子水水煮72 h,吸湿率为0.5%,饱和吸湿率(水煮360 h)为0.8%。而且随着复合材料吸湿量的增加,其Tg下降缓慢;5428/T700复合材料在干态170℃下的弯曲性能和层间剪切性能保持率在70%以上,在湿态150℃下的弯曲性能和层间剪切性能保持率在50%以上;5428/T700复合材料在湿态150℃下的开孔压缩强度保持率在80%以上。     

二元胺型苯并噁嗪/双马来酰亚胺共混树脂及其玻璃布增强的层压板

苯并噁嗪(BZ)和双马来酰亚胺(BMI)按照不同的配比进行共混固化。用FTIR、DSC、凝胶化时间、DMA、TGA、万能电子拉力机分别研究了BZ/BMI共混体系的固化行为以及BZ/BMI固化树脂的热性能和剪切强度等。结果表明BZ和BMI除了发生均聚反应,还发生苯并噁嗪开环生成的酚羟基和双马来酰亚胺的双键生成醚键的反应。BZ和BMI共混后,固化温度比各自的固化温度都低。BMI的加入提高了共混树脂的热性能,BZ/BMI固化树脂的T_g达289℃,T_d5达387℃,T_d10达422℃,800℃的残炭率达55.3%。另外,BMI的加入提高了BZ/BMI固化树脂的剪切强度,当BMI的含量为60％时,BZ/BMI固化树脂的剪切强度为12.44 MPa。进一步,制备了玻璃布增强的BZ/BMI层压板,并对其力学性能和断面形貌进行了研究。结果表明,当BMI用量为40%时,BZ/BMI层压板的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度分别达394 MPa、490 MPa、160 kJ·m^-2。     

不同聚乙烯基塑木材料水热老化性能分析

以高密度聚乙烯、低密度聚乙烯及两者混合物为基体,以木粉为填料,制备塑木复合材料(WPC),对比研究了3种WPC在60和90℃水热环境中的老化性能。结果表明,所有WPC在温度为60或90℃条件下的吸水率及尺寸变化率均随浸泡时间的延长而增加,并且,呈现先快速增加、后逐渐缓和的趋势,混合基体WPC的吸水率和尺寸变化率在同样的时间段均高于其他2种WPC;经水热老化后,所有WPC的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度均有下降,当温度为60℃时,LDPE基的拉伸强度、弯曲强度及冲击强度下降均较显著,保持率分别为96.22%、93.76%和92.66%;当温度为90℃时,LDPE基的拉伸强度及冲击强度下降均较显著,保持率分别为89.44%和87.20%,HDPE/LDPE混合基WPC弯曲强度下降较显著,保持率为88.76%;扫描电子显微镜照片显示,水热老化使WPC的内部结构发生了一定程度的破坏,90℃下破坏程度较显著。     

烯类化合物共聚改性双马来酰亚胺树脂的研究

针对环氧树脂改性双马来酰亚胺（BMI）树脂耐热性有较大降低的缺点,用端烯类化合物共聚的方法改性BMI树脂.采用的烯类共聚单体有3,3＇-二烯丙基-4,4＇二酚基丙烷（DABPA）、邻苯二甲酸二烯丙基酯（DAP）和环氧丙烯酸酯（VE）.改性BMI树脂浇铸体及其复合材料的性能研究表明,国产原料BMI/DABPA树脂的韧性低于Ciba-Geigy的XU292,但固化后处理温度降低了20℃.采用二胺扩链改性可提高BMI/DABPA树脂的韧性,适量的DAP能改善BMI/DABPA树脂的工艺性.VE改性BMI树脂的固化活性较高,最高固化温度可降低到180℃.VE改性BMI树脂与碳纤维的界面粘接良好,复合材料具有较高的耐热性,200℃下弯曲强度保持率在70%以上,短梁剪切强度保持率在60%以上.     

硼酸铝晶须改性双酚A二氰酸酯树脂性能研究

对硼酸铝(Al18B4O33)晶须改性双酚A二氰酸酯(BADCy)树脂基体的力学性能及热性能进行了研究。经硅烷偶联剂处理后,5％(质量含量,下同)Al18B4O33晶须改性体系的弯曲强度和冲击强度分别提高了14．3％和5．9％;当晶须含量为8％时,体系的弯曲强度和冲击强度分别由原来的112．4MPa和9．17kJ／m2提高到了121．7MPa和10．36kJ／m2,热变形温度提高8℃;经24h水煮后力学性能保持率都在70％以上。     

M40J／EC复合材料力学性能研究

用湿法缠绕技术制作了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Ｍ４０／４２１１复合材料相比,Ｍ４０Ｊ／ＥＣ复合材料的各项力这性能均有很大程度的提高,并具有优异的耐湿热性能,在１３０℃干态和湿态下,其弯曲强度、模量和层剪剪切强度的保持率较高。     

环氧树脂室温固化体系的研制及性能研究

以兼具引发剂和稀释剂功能的自制BH-1为固化剂,通过引入低黏度活性稀释剂,制备室温固化EP(环氧树脂)胶粘剂;然后以EP/BH-1/活性稀释剂为基体、单向玻璃纤维为增强材料,制备相应的复合材料。研究结果表明:当w(BH-1)=4%时,EP浇铸体的室温(25℃)凝胶时间约为8.5 h和玻璃化转变温度(Tg)为130.9℃,并具有优异的力学性能,其冲击强度为50.0 kJ/m2、拉伸强度和模量分别为0.075 GPa和2.80 GPa、弯曲强度和模量分别为0.136 GPa和3.02 GPa;当m(EP)∶m(BH-1)∶m(活性稀释剂)=100∶4∶10时,复合材料的弯曲强度(0.984 GPa)和层间剪切强度(56.1 MPa)分别提高了26.4%和15.2%。     

改性氰酸酯树脂体系力学性能的研究

采用环氧树脂(E-51)与氰酸酯树脂共聚以改善氰酸酯树脂的韧性，研究了环氧树脂的加入量，后处理温度、湿热老化以及紫外光老化等条件对改性后树脂体系力学性能的影响规律，采用扫描电子显微镜对断口形貌进行了分析。结果表明环氧树脂可以明显改善氰酸酯树脂的韧性，环氧树脂含量为30％(质量百分数，下同)的体系的冲击强度和弯曲强度分别比改性前提高了100％和50％随环氧树脂用量的增加，改性树脂的冲击强度和弯曲强度提高，树脂表现为明显的韧性断裂；改性体系经2000℃、后处理2h的力学性能最佳；湿热老化和紫外光老化都使改性树脂体系的冲击强度和弯曲强度降低，而后者的影响较弱，当环氧树脂用量低于30％时冲击强度和弯曲强度的保持率均高于95％。     

研发动态

高硅氧玻纤布/硅树脂层压板的弯曲性能哈尔滨工业大学的胡春平等人以数均摩尔质量为3 000 g/mol、R与Si的量之比为1∶1、苯基质量分数为50%的甲基苯基硅树脂和平纹高硅氧玻璃纤维布为原料,制成了层压板。研究了温度对层压板弯曲性能的影响。结果表明,在室温～600℃范围内,随温度升高,层压板的弯曲强度降低,在200℃、300℃、600℃三个温度下的弯曲强度保持率分别为85%、58%、25%。复合材料的玻璃化转变、树脂分解和裂解是弯曲性能下降的主要原因。     

硅氧烷杂化苯并恶嗪及其耐高温复合材料

合成了硅氧烷杂化苯并恶嗪热固性树脂(SiBOZ),对其分子结构、热固化过程和层压复合材料的力学性能与耐热性能进行了表征。结果表明:SiBOZ较双酚A型苯并恶嗪粘度低,固化区间相近,固化峰值高(约为246.5℃)。SiBOZ固化物900℃的残炭率为53%,远高于双酚A型苯并恶嗪的残炭率31%。SiBOZ石英布增强层压板复合材料的室温弯曲强度(512 MPa)比双酚A型苯并恶嗪(812 MPa)低,但随着温度升高弯曲强度的衰减要慢得多,300℃时SiBOZ复合材料弯曲强度保持率37.2%,而双酚A型苯并恶嗪复合材料仅保持5.7%、接近失效。     

含苯炔基侧链的聚酰亚胺树脂及其复合材料

采用联苯酐(3,4′-BPDA)与4,4′-二氨基二苯醚(4,4-ODA),3,5-二氨基-4′-苯炔基二苯甲酮(DPEB),苯炔基苯酐(PEPA)制备了不同分子质量的聚酰亚胺树脂。通过流变分析,热重分析,红外光谱,动态热力学分析及静态力学性能测试等研究了分子结构,分子质量等因素对聚酰亚胺树脂耐热性和力学性能的影响。结果表明,合成的聚酰亚胺树脂具有优异耐热性能和较高的韧性,固化后树脂的玻璃化转变温度为379℃,5%热失重温度高于550℃,并且浇注体的拉伸强度是61 MPa,断裂伸长率是6.2%.碳纤维复合材料的室温弯曲强度为1 850 MPa,层间剪切强度为84 MPa,316℃时弯曲强度为946 MPa,剪切强度为46 MPa,具有良好的高温力学保持率。     

气候因素对T300／4211碳纤维复合材料性能的影响

本文讨论了温度，降水量和相对湿度三种气候因素对Ｔ３００／４２１１单向碳纤维复合材料层间剪切强度和弯曲性能保持率的影响，指出相对湿度对Ｔ３００／４２１１碳纤维复合材料层间剪切强度有影响，温度和降水量则对复合材料层间剪切强度和弯曲性能保持率的影响不明显。     

耐高温高湿增强阻燃PBT复合材料的性能研究和优化

研究了不同聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)树脂、阻燃剂、增韧剂和玻璃纤维种类对增强阻燃PBT复合材料在85℃、85%湿度条件下1000 h后的缺口冲击强度、拉伸强度和弯曲强度性能的影响。结果表明，使用PBT GX112J、BEO2025K、AX8900和ECS13-03-534AYF03作为主要配方体系，可以制备出耐高温高湿性能优良的增强阻燃PBT复合材料，此材料在85℃、85%湿度条件下1000 h后的缺口冲击保持率为91.8%；拉伸强度保持率为94.0%；弯曲强度保持率为93.5%。