直链端羧基聚酯酰胺树脂增韧改性环氧树脂

以己二酸、三乙二醇、尿素和顺酐为原料合成了直链端羧基聚酯酰胺树脂,并用其改性双酚A型环氧树脂。通过扫描电镜表征了环氧/酸酐固化体系冲击断面形貌,通过力学性能、差示扫描量热分析、热失重测试,探讨了聚酯酰胺树脂对环氧树脂性能的影响。结果表明,制得的聚酯酰胺树脂与环氧树脂形成了均相体系,改性环氧/酸酐固化体系韧性断裂特征明显;改性后环氧树脂固化速率和弯曲强度降低,热稳定性和冲击强度提高。当己二酸、三乙二醇、尿素和顺酐的摩尔比为10∶8∶2∶2时,聚酯酰胺树脂改性环氧/酸酐固化体系的冲击强度最高,为26.5kJ/m2。     

PPENK增韧改性BMI树脂体系的制备与性能

采用溶液法制备了杂萘联苯聚芳醚腈酮(PPENK)/双马来酰亚胺树脂(BMI)共混体系。通过差示扫描量热法(DSC)对共混体系固化反应动力学进行了研究,固化活化能为85.8 kJ/m2。采用冲击和拉伸实验考察了PPENK含量对共混体系力学性能的影响,共混体系的冲击强度为1.83 kJ/m2～2.95 kJ/m2,拉伸强度为68 MPa～84 MPa,拉伸模量为1.14 GPa～1.53 GPa。通过对固化物断面的扫描电镜(SEM)分析了增韧机理,改性后的BMI树脂在断裂时发生了塑性变形。通过热重分析法(TGA)研究了体系的耐热性,共混体系在氮气气氛中5%热失重温度为420℃～426℃。     

引发体系对乙烯基酯树脂固化行为及厚截面层压板力学性能的影响

选取预促进型乙烯基酯树脂(VE)为树脂基体,过氧化甲乙酮、过氧化异丙苯、过氧化乙酰丙酮及其复配体系作引发剂。通过差示扫描量热法(DSC)及凝胶试验研究了不同引发体系下树脂的固化行为。采用真空辅助树脂传递模塑工艺(VARTM)制备了乙烯基酯树脂/玻璃纤维复合材料层压板,通过复合材料的弯曲性能及切割面状态研究,筛选了适用于高温下厚截面乙烯基酯树脂/玻璃纤维复合材料层压板成型的引发体系。结果显示,引发剂类型及用量均影响树脂体系的固化行为,对于高温下厚截面复合材料层压板的成型,需选用合适用量的低放热引发剂;通过室温放置1个月的后固化措施,将显著提高厚截面乙烯基酯树脂/玻璃纤维复合材料层压板的弯曲性能。     

超声波法表征纤维增强树脂基复合材料固化行为

采用超声波法对乙烯基酯树脂、玻璃纤维/乙烯基酯树脂、碳纤维/乙烯基酯树脂3种体系的固化反应过程进行了实时监测, 准确测量了超声波在3种体系中的传播速度及振幅衰减随体系固化反应时间的变化, 研究了纤维对树脂体系凝胶时间、固化过程体积储能模量及反应活化能的影响。结果表明, 玻璃纤维/树脂体系的反应活化能较纯树脂体系减小14 %, 固化速率加快; 而碳纤维/树脂体系的反应活化能较纯树脂体系增大15 %, 固化速率较纯树脂体系慢。超声波技术能够实时在线监测并量化纤维/树脂复合体系的固化行为, 为复合材料的制备工艺和性能研究提供了一种重要的量化手段。      

VE增韧DAIP体系的性能研究

用乙烯基酯树脂(VE)对间苯二甲酸二烯丙酯(DAIP)进行增韧改性,研究了VE种类及用量对改性体系力学性能、耐热性能、电气绝缘性能的影响。改性后体系粘度为0.5Pa.s,成型工艺性好;固化树脂的冲击强度提高了4.2倍,弯曲强度提高了1.2倍,耐热性基本不变,电气绝缘性能随温度变化较小,证明改性体系在韧性提高的同时其它性能没有下降,有的甚至还有提高。     

乙烯基酯树脂复合材料的固化过程研究

复合材料固化是成型过程中关键步骤之一,涉及到模具设计,成型工艺确定等.本文采用等温DSC分别研究了玻璃纤维/乙烯基酯树脂,碳纤维/乙烯基酯树脂复合材料和乙烯基酯树脂的固化过程.结果表明:玻璃纤维的存在加速了乙烯基酯树脂的固化速度,而碳纤维的存在使得乙烯基酯树脂的固化速度变慢,纤维增强材料的存在提高了树脂的固化度.     

海因环氧树脂/DDS体系的制备与性能

合成了海因环氧树脂,采用红外光谱和核磁共振进行了表征,制备了海因环氧树脂/二氨基二苯砜(DDS)体系,研究了海因环氧树脂/DDS体系的固化反应特性及固化物的性能。结果表明,树脂体系在100℃~296℃有一放热峰,峰值温度为197℃,140℃的凝胶时间长于42 min,在180℃下仅8 min;树脂浇铸体的氧指数为26.6,弯曲强度为111MPa,弯曲模量为4.14 GPa,冲击强度为14.8 kJ/m2。     

芳香族聚醚型超支化环氧对双酚A型环氧的增韧研究

通过质子转移聚合,采用双酚A和三羟甲基丙烷三缩水合成了一种芳香族聚醚型超支化环氧(EHBP),将其添加到双酚A缩水甘油醚型环氧(DGEBA)中制备成杂化树脂进行增韧改性。采用酸酐固化后,利用差示扫描量热仪(DSC)和热重分析仪(TGA)对固化树脂的玻璃化转变温度和热稳定性进行了表征,并对其拉伸强度、弯曲强度和冲击强度进行了测试。结果表明向DGEBA中添加EHPE可以在不影响材料热性能和拉伸强度的情况下改善其韧性。在EHBP添加量为15%时,材料的冲击强度由纯DGEBA的19kJ/m2提高到28kJ/m2。扫描电子显微镜对材料冲击断面的形貌的表征表明,EHBP对环氧树脂的增韧机理为原位均相增韧。     

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 。      

二氯二苯基硅烷改性双酚A型环氧树脂性能研究

以二氯二苯基硅烷对双酚A型环氧树脂进行改性,通过拉伸实验、冲击实验、DSC、SEM研究了二氯二苯基硅烷的含量对环氧树脂E-51固化物性能的影响.结果表明:用5.9份的二氯二苯基硅烷改性时,树脂固化物的拉伸强度达到了67.85MPa,断裂伸长率达7.59%,冲击强度达13.38kJ/m2,环氧树脂的玻璃化转变温度达146.56℃.分别比未改性提高了18.9MPa、3.6%、5.5kJ/m2、28℃.     

An investigation of the mechanical behaviour of vinyl ester resins cured by microwave irradiation

Compared to the commonly used curing process in natural conditions, microwave-assisted curing is significantly faster and, as such, appears to be a valid alternative for manufacturing composite structures in many industrial sectors. However the effects of microwave curing on the mechanical properties of the materials have not been extensively studied or considered in the literature.In this paper, the influence of natural and electromagnetic radiation curing on the mechanical properties of a vinyl ester resin for marine applications have been investigated and discussed. The results of a series of tensile and impact tests, reported in the present paper, have shown that microwave curing provide tensile strength, stiffness and impact strength values greater than those obtained by curing in natural conditions and, in addition, that long exposure to microwave radiation could be detrimental, leading to a quick degradation in the resin strength and absorbed energy.     

环氧乙烯基酯树脂固化工艺及性能研究

采用三种不同过氧化物为树脂基体固化剂,对环氧乙烯基树脂进行固化。测定不同固化剂含量在不同温度下树脂的凝胶时间,通过对制备的树脂浇注体进行拉伸实验测试,差示扫描量热（DSC）法研究了不同树脂固化体系的反应放热特性,采用扫描电镜（SEM）观察了不同固化剂在其最佳固化工艺下树脂浇注体的断面的表面形态。本文确定了不同体系树脂胶液的固化剂含量及固化工艺,得到拉伸性能良好的环氧乙烯基树脂浇注体。     

高强高模聚酰亚胺纤维/改性氰酸酯树脂复合材料制备及性能

以4,5-环氧己烷-1,2-二甲酸二缩水甘油酯（TDE-85）、苯基缩水甘油醚（PGE）、壬基酚（NP）作为改性剂改性双酚A氰酸酯（BCE）得到改性氰酸酯树脂（TPNCE）,通过湿法缠绕制备预浸料,并采用热压罐成型工艺制备S30M型高强高模聚酰亚胺纤维/TPNCE（PI/TPNCE）复合材料,对TPNCE树脂及PI/TPNCE复合材料的介电、力学等性能进行了分析。结果表明,TPNCE树脂冲击强度达到14.2 kJ/m2,比BCE提高近一倍,固化温度下降了约43℃,与PI纤维界面结合较好,且保持较低的介电常数和介电损耗;PI/TPNCE复合材料0°拉伸强度达到1 485 MPa,弯曲强度达到758 MPa,压缩强度达到322 MPa,7~18 GHz范围内介电常数保持在3.15左右,介电损耗因子在0.005~0.0075之间,玻璃化转变温度为197℃,密度为1.28 g/cm3。本研究实现了高强高模PI纤维与氰酸酯树脂复合的重要突破,为轻质高强结构-功能一体化复合材料的设计和选材提供了新思路。      

聚醚醚酮增韧改性环氧树脂

采用共混法用聚醚醚酮(PEEK)改性环氧树脂(EP),借助差示扫描量热分析(DSC)确定了环氧树脂的固化工艺,测试了共混体系的工艺性能,研究了聚醚醚酮含量对环氧树脂力学性能的影响。借助扫描电子显微镜(SEM)对材料断裂面的形态结构进行了分析,探讨了体系的形态结构与冲击性能之间的关系。结果表明,在改性材料的韧性有所提高的同时,压缩强度、马丁耐热都没有降低。从断裂面的形态来看,是属于韧性断裂。当PEEK的加入量为6%时,韧性最好,达到19．1kJ/m~2,比纯的环氧树脂增加了107．6%。     

聚醚醚酮增韧改性环氧树脂

采用共混法用聚醚醚酮(PEEK)改性环氧树脂(EP),借助差示扫描量热分析(DSC)确定了环氧树脂的固化工艺,测试了共混体系的工艺性能,研究了聚醚醚酮含量对环氧树脂力学性能的影响.借助扫描电子显微镜(SEM)对材料断裂面的形态结构进行了分析,探讨了体系的形态结构与冲击性能之间的关系.结果表明,在改性材料的韧性有所提高的同时,压缩强度、马丁耐热都没有降低.从断裂面的形态来看,是属于韧性断裂.当PEEK的加入量为6%时,韧性最好,达到19.1 kJ/m2,比纯的环氧树脂增加了107.6%.     

Effect of resin system on the mechanical properties and water absorption of kenaf fibre reinforced laminates

The objective of this study is to compare the mechanical and water absorption properties of kenaf (Hibiscus cannabinus L.) fibre reinforced laminates made of three different resin systems. The use of different resin systems is considered so that potentially complex and expensive fibre treatments are avoided. The resin systems used include a polyester, a vinyl ester and an epoxy. Laminates of 15%, 22.5% and 30% fibre volume fraction were manufactured by resin transfer moulding. The laminates were tested for strength and modulus under tensile and flexural loading. Additionally, tests were carried out on laminates to determine the impact energy, impact strength and water absorption. The results revealed that properties were affected in markedly different ways by the resin system and the fibre volume fraction. Polyester laminates showed good modulus and impact properties, epoxy laminates displayed good strength values and vinyl ester laminates exhibited good water absorption characteristics. Scanning electron microscope studies show that epoxy laminates fail by fibre fracture, polyester laminates by fibre pull-out and vinyl ester laminates by a combination of the two. A comparison between kenaf and glass laminates revealed that the specific tensile and flexural moduli of both laminates are comparable at the volume fraction of 15%. However, glass laminates have much better specific properties than the kenaf laminates at high fibre volume fractions for all three resins used.     

Permeability and mechanical properties of plant fiber reinforced hybrid composites

Plant fibers with small diameter generally possess high mechanical properties, while their permeability was relatively low compared to those with large diameter. By hybridizing these two kinds of plant fibers, a composite with both high permeability and good mechanical properties can be achieved. Here, permeability of jute/ramie and ramie fabrics were compared, regarding the flow rate of a vinyl ester resin during the Vacuum-Assisted Resin Transfer Molding process; and mechanical properties of their composites were addressed thereafter. The faster flow rates of vinyl ester resin proved that jute/ramie fabrics were more permeable than pure ramie fabrics resulting from larger flow space and the greater capillary effect of jute fabrics. Both tensile strength and Charpy impact strength of the hybrid composites dropped slightly after hybridization due to the lower properties of jute than of ramie fiber as the properties of fiber dominated the failure mode. However, interlaminar shear strength remained, since the middle layer was far from the weak jute–ramie interface. The results implicated a method to improve the permeability of plant fiber reinforcement when manufacturing efficiency is considered in industrial application.     

ABS/改性纳米CaCO3复合材料的微观结构和力学性能

制备了改性纳米CaCOa／ABS复合材料,采用SEM和TEM对复合材料的微观结构进行了分析,同时,对复合材料的力学性能进行了考察。结果表明,改性纳米CaCO3可以在ABS塑料中与树脂充分结合,同时改性纳米CaCO3在复合材料中呈纳米分散。复合材料的断面产生了大量的网状结构。分散在丙烯腈一丁二烯一苯乙烯共聚物(ABS)中的改性纳米CaCO3可提高复合材料的裂缝引发能和裂缝增长能。其单缺口冲击强度达到36．77kJ／m^2,与未添加纳米CaCO3的相比提高了44％;邵氏硬度达到34．87N,提高了23．5％。     

偶联剂对硼酸铝晶须/双马来酰亚胺性能的影响

应用自行合成的一类新型硼酸酯偶联剂及硅烷偶联剂等对硼酸铝晶须进行表面处理,考察了硼酸铝晶须对双马来酰亚胺树脂体系性能的影响.结果表明,硼酸酯处理后的晶须对材料的改性作用较硅烷更加显著;硼酸铝晶须添加到双马来酰亚胺树脂中后,材料的弯曲强度在晶须含量为5%时达到最大值,而后随晶须含量的增大稍有下降;随晶须添加量的增大材料的弯曲模量和耐热性逐渐提高;经硼酸酯处理的晶须与树脂基体具有更好的界面粘接.     

T800碳纤维/9518氰酸酯复合材料的性能

通过差示扫描量热（DSC）法研究了9518氰酸酯的固化反应,制定了9518氰酸酯的固化工艺;通过动态热机械分析（DMA）测试、力学性能测试、金相显微镜和SEM等方法研究了T800碳纤维/9518氰酸酯复合材料的受热行为、力学性能、纤维微观形貌和界面特性。结果表明：9518氰酸酯的固化反应只有一个固化反应放热峰,其比较合理的固化工艺为130℃/0.5 h+160℃/0.5 h（加压合模）+200℃/2 h+230℃/2 h。T800碳纤维/9518氰酸酯复合材料的玻璃化转变温度为255℃,其各项力学性能比T700碳纤维/9518氰酸酯复合材料提高均大于10%,室温-湿态力学性能保持率大于83%,200℃的力学性能保持率大于60%。T800碳纤维不规则的截面和表面沿长度方向的沟槽有利于树脂与纤维间形成良好的结合界面。