RTM用改性乙烯基酯树脂体系成型工艺及性能研究

制备了三种用于RTM成型工艺的乙烯基酯树脂,分别命名为R-1,R-2,R-3。系统地研究了三种树脂体系的固化反应特性、工艺特性及其树脂浇铸体的力学性能。研究结果表明,三种树脂体系在室温(25℃)下的粘度都很低,分别为350mPa.s、80mPa.s、70mPa.s,一定温度下的粘度均能达到500mPa.s以下,且具有较长的适用期,符合RTM注射工艺的要求。分析树脂浇铸体的力学性能可以看到,弯曲强度最高可达110.05MPa,冲击强度最高可达12.27kJ/m2。最终选定R-3为综合性能最优的树脂体系。     

MMA对乙烯基酯树脂及其复合材料性能的影响

通过粘度分析和力学性能、阻燃性能测试,研究了以甲基丙烯酸甲酯(MMA)作活性稀释剂的乙烯基酯树脂的流变性能及其对复合材料性能的影响。结果表明:常温下MMA能有效降低乙烯基酯树脂的粘度,20~40℃下,添加量>30%时,树脂体系的粘度在450 mPa.s以内,可应用于RTM工艺;固化后该复合材料的拉伸、弯曲强度、抗冲击性能、层间剪切强度和阻燃性能优异,可应用于高性能阻燃型复合材料构件的制备。     

稀释剂对乙烯基酯树脂体系流变性能的影响

研究了不同稀释剂与乙烯基酯树脂(VER)的相容性,在基本的粘度实验和差示扫描量热(DSC)分析的基础上,分析了不同稀释剂对VER体系流变性能的影响。结果表明,α-甲基苯乙烯(MS)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)均能明显降低VER体系的粘度,常温下将稀释剂的用量控制在25%~40%时,其粘度均能降低到500 mPa.s以下,可满足树脂传递模塑工艺。含25%~40%的MS或MMA的VER体系在常温下的可操作时间分别为40~90 m in和2.5 h以上,可分别用于制备中小型和大型复合材料制件。     

无苯乙烯乙烯基酯树脂的合成及性能研究

采用丙氧基化双酚A(D33单体)、邻苯二甲酸酐、顺丁烯二酸酐、二苯基甲烷二异氰酸酯、甲基丙烯酸羟丙酯合成了一种不含苯乙烯的环保型丙烯酸/聚氨酯/不饱和聚酯三元共聚树脂。将该树脂基体的性能:酸值、粘度、固体含量、80℃热稳定性及25℃凝胶时间,树脂浇注体的的力学性能及其FRP板材的气干性与传统双酚A型乙烯基酯树脂MFE 711进行了对比,并测试了树脂的VOC含量。结果表明,该树脂的VOC含量为104.97 g/L,远低于有害物质规定限值,并且具有与通用乙烯基酯树脂相当的液体树脂性能和力学性能,可用于光固化、手糊、喷射、缠绕、拉挤、原位固化法(CIPP)等成型工艺。     

乙烯基酯树脂体系对VARTM工艺适应性研究

选取乙烯基酯树脂为基体树脂,考察了温度、稀释剂(MMA)含量对树脂体系粘度的影响,得到了粘度、稀释剂(MMA)含量与温度之间的二元关系;研究了不同固化体系含量与树脂流变特性的关系,同时研究了乙烯基酯树脂在常用织物中的流动性能,对VARTM工艺研究具有积极意义。     

胶衣树脂的结构与特性

本文介绍了邻苯二甲酸型、间苯二甲酸型和双酚A型不饱和聚脂树脂(以下简称聚酯树脂)以及乙烯基酯树脂型胶衣树脂的结构与特性.     

乙烯基酯树脂的合成

以双酚A型环氧树脂和丙烯酸为原料合成了乙烯基酯树脂，简单评述了反应配比、反应温度、阻聚剂用量对反应的影响。用四溴双酚A、环氧氯丙烷和丙烯酸为原料合成了阻燃型乙烯基酯树脂，其阻燃性能良好。     

乙烯基酯树脂对玻璃纤维的浸润研究

为研究通用乙烯基酯树脂基体对玻璃纤维的浸润性能,考察了两种乙烯基酯树脂基体、三种玻璃纤维。通过添加助剂改变树脂体系的表面张力,以靶环实验测试不同树脂体系对三种玻璃纤维的浸润速率,采用RTM工艺灌注平板试验验证各树脂体系对玻璃纤维的浸润效果,优选出匹配性最好的树脂基体和玻璃纤维。研究表明,降低树脂体系表面张力有利于树脂对玻璃纤维的充分浸润,批产应用效果十分明显。     

双酚A型乙烯基酯树脂与通用型不饱和聚酯树脂耐蚀性能测试及分析

在平行试验条件下合成双酚A型乙烯基酯树脂和通用型不饱和聚酯树脂,测试了两种树脂的固化性能和在多种介质中的耐蚀性能、力学性能,并从测试数据、腐蚀机理和分子结构对两种树脂性能进行了分析。     

一种新型复合压裂液体系的室内研究

针对海拉尔盆地强水敏储层物性特点,对现有的水基压裂液体系进行优化,制得了复合压裂液体系。依照中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T5107-2005,对复合压裂液体系的流变性能、防膨性能、滤失性能、破胶性能、助排性能、残渣含量和岩心伤害等性能进行评价。结果表明该体系在90℃、170s-1条件下剪切60min后粘度为228mPa·s;流态指数为0.5273,稠度系数为0.8425Pa·sn c;为岩屑分散率均≤10%;初滤失量为2.29×10-2 m3.m-2、滤失系数为3.18×10-4 m.min-1/2、滤失速率为0.53×10-4 m.min-1;破胶液粘度≤5mPa·s;破胶液表面张力为26.4mN/m,界面张力为1.19mN/m;残渣含量为143.8mg/L,岩心伤害率为9.3%。     

酚醛树脂对玻璃纤维的浸润性研究

为研究酚醛树脂对玻纤的浸润性能,更好地指导实际生产,考察了两种酚醛树脂和三种玻璃纤维。通过添加稀释剂和分散剂改变树脂体系的表面张力、粘度和树脂对玻纤的动态接触角,采用靶环试验测试了多种树脂体系对三种玻纤的浸润速率,筛选出浸润性能最好的树脂体系和玻璃纤维。研究表明,表面张力越低,粘度越小,树脂与玻纤的动态接触角越小,越有利于提高树脂对玻纤的浸润效果。     

Effect of ultrasound on wettability between aramid fibers and epoxy resin

Good wetting of reinforced fiber by resin was a main factor in the improvement of the interface adhesion of their composites. Ultrasound with a frequency of 20 kHz was used to improve the wettability between aramid fibers and epoxy resin during the winding process of the composites. The effects of ultrasound on the viscosity and surface tension of epoxy resin and on the surface characteristics of aramid fibers were investigated. The wettability of aramid fibers and treated epoxy resin under different conditions and of aramid fibers and epoxy resin under ultrasonic online treatment were compared. The results indicated that the main action of ultrasound was to force epoxy resin to impregnate aramid fibers, in addition to the influence of ultrasound on the properties of epoxy resin and aramid fibers. The results of microdebond testing showed that the interfacial shear strength (IFSS) of aramid/epoxy composites could be 26% higher than that of untreated composites because of the improved wettability between aramid fibers and epoxy resin subjected to ultrasonic online treatment. © 2005 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2006     

苯乙烯对植物纤维渗透性及UP复合材料成型质量影响

为提高真空辅助树脂注射成型工艺制备植物纤维增强复合材料的生产效率和成型质量,以苯乙烯为稀释剂,以不同黏度不饱和聚酯树脂(UP)和苎麻织物制备苎麻织物增强UP复合材料.基于达西定律研究UP黏度对苎麻增强体渗透率的影响,结合复合材料纤维体积分数、力学性能以及内部缺陷对复合材料成型质量进行分析.结果表明,随着UP黏度降低,增...     

高性能碳纤维表面特性及其对浸润性能的影响

以4种不同型号的高性能碳纤维T700、UTS50、T800和IM7为研究对象,采用扫描电子显微镜和原子力显微镜对碳纤维直径、表面形貌和粗糙度进行表征,通过表面/界面张力仪对纤维表面能和树脂体系的表面张力进行分析,利用旋转流变仪对树脂体系的粘度进行测试。最后对碳纤维与不同温度和不同丙酮质量分数的618环氧树脂浸润性能进行测试,以分析纤维表面性能、温度和溶剂质量分数对碳纤维浸润性能的影响。结果表明,升高温度或提高溶剂质量分数有利于降低树脂体系的表面张力和粘度,从而有效改善碳纤维的浸润性能。纤维直径、表面粗糙度和表面能对碳纤维的浸润性能均有一定影响,其中纤维直径是影响浸润速率的主导因素,表面能和表面粗糙度对浸润质量的影响更加显著。     

玻璃纤维制品用室温硫化有机硅涂料的研制

以八甲基环四硅氧烷（D4）为原料，制得α，ω-二羟基聚甲基硅氧烷基胶，再以硅树脂为补强剂、加入交联剂、催化剂和稀释剂等配制成室温硫化有机硅涂料。研究表明，α，ω-二羟基聚甲基硅氧烷的黏度选择80万～95万mPa·s，1000g涂料中加入6-10g硫化催化剂T-12时，涂料的可操作化时间和完全硫化时间分别为3-6h和24h。该涂料用于玻璃纤维制品的涂覆，涂覆前无需脱蜡，涂覆后无需高温烘烤，涂层室温下24h完全硫化。     

Improvement of interfacial adhesion between PBO fibers and cyanate ester matrix

Poly(p‐phenylene benzobisoxazole) (PBO) fibers were activated by the horseradish peroxidases (HRP) and then treated by 3‐Glycidoxypropyltrimethoxysilane (KH‐560) to improve the wettability and the interfacial adhesion between PBO fibers and cyanate ester matrix. The chemical compositions of PBO fibers were characterized and analyzed by FTIR and XPS. Surface morphologies of PBO fibers were examined by SEM. The wettability of PBO fibers was evaluated by the dynamic contact angle analysis test. The mechanical properties were evaluated by tensile strength and interfacial shear strength, respectively. The results demonstrated that hydroxyl groups and epoxy groups were introduced onto the surface of PBO fibers during the treatments. These treatments can effectively improve the wettability and adhesion of PBO fibers. The surface free energy of PBO fibers was increased from 31.1 mN/m to 55.2 mN/m, and the interfacial adhesion between PBO fiber and cyanate ester resin was improved to 10.77 MPa. © 2013 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2014 , 131, 40204.     

合成革雾面特黑表面处理剂用脂肪族聚氨酯树脂的研制

以小分子二元醇、异氰酸酯、异佛尔酮二胺(IPDA)和聚酯多元醇为原料合成了一种脂肪族聚氨酯树脂,用作合成革表面处理剂,使合成革表面达到雾面特黑的效果。考察了不同种类二元醇和异氰酸酯所合成的聚氨酯树脂及其粘度对合成革雾面处理剂黑度和雾度的影响。结果表明,小分子二元醇采用1,6-己二醇、异氰酸酯采用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和六亚甲基二异氰酸酯(HDI)质量比为1.0∶2.6的混合物时,树脂粘度控制在3000~12000 mPa·s,脂肪族聚氨酯树脂处理合成革表面时雾面特黑效果明显。     

RTM用环氧树脂体系的浸润性及化学流变特性研究

对树脂传递模塑（RTM）用环氧树脂体系对纤维的浸润性能进行了研究,同时在基本的黏度实验基础上,采用双阿仑尼乌斯方程研究了其化学流变特性。结果表明,纤维经丙酮处理后浸润性能提高,RTM环氧树脂浸润纤维变得容易;并通过双阿仑尼乌斯方程建立了RTM环氧树脂体系的化学流变模型,该模型揭示了RTM环氧树脂在35~75 ℃的温度范围内黏度低于800 mPa·s,且低黏度保持时间大于20 min,满足复合材料RTM成型的基本工艺要求。     

高导热低黏度环氧树脂灌封胶

以E-51型环氧树脂为基体,Al2O3为导热填料,CYH-277为稀释剂制备高导热低黏度环氧树脂灌封胶。优化了硅烷偶联剂KH-560、稀释剂CYH-277的用量;分别采用NDJ-7型旋转式黏度计和Hot Disk型热常数分析仪测试其黏度和导热系数。结果表明:硅烷偶联剂KH-560用量为1.25%(wt)时效果最优;随CYH-277用量的增加灌封胶黏度、耐热性能均逐渐下降,最佳用量为25%(wt);随Al2O3用量增加,灌封胶的黏度、导热系数均增大;用量相同时,填充20μm Al2O3的树脂体系相比于填充6μm Al2O3树脂体系黏度小、导热系数大,复配两种粒径Al2O3对应树脂体系的导热性最好;复配Al2O3用量为86%(wt)时,导热系数达到2.23W/(m·K),此时灌封胶的黏度为30100mPa·s,仍保持较好的加工流动性。     

乳糖缩二脲树脂胶黏剂的合成

以乳糖代替甲醛,在酸性条件下和缩二脲合成了一种新型环保型树脂胶粘剂。以产物黏度为指标,在单因素实验的基础上采用响应面分析法对其实验条件进行了优化,通过对实验结果的分析比较,确定出最佳工艺条件为:n(乳糖)∶n(缩二脲)=6.03∶1,反应温度198.9℃,反应时间45.3 min和催化剂用量1.47%(即催化剂质量占乳糖质量的百分数,下同),在该条件下产物的理论黏度最大,为175.6 mPa.s,实测值为173.8 mPa.s。