一种双酚A型氰酸酯树脂流变特性及其改性研究

本文采用平板法研究了一种双酚A型氰酸酯树脂的流变特性,通过恒温预固化的方法对其进行改性,并借助红外光谱、差示扫描量热法(DSC)和凝胶渗透色谱法(GPC)等手段分析了预固化对氰酸酯树脂化学结构的影响.在此基础上,针对S-2玻璃纤维/氰酸酯复合材料层板,采用热压机工艺考察了加压时机和预固化对层板成型质量的影响.研究结果表明,该氰酸酯树脂反应活性低且流动性高,热压工艺中树脂流动不易控制;预固化可使氰酸酯树脂发生一定程度的自聚反应,从而降低其流动性,可明显改善氰酸酯树脂的工艺性,提高了层板的成型质量.     

碳纳米管浸润剂对碳纤维/环氧树脂界面性能的影响

制备了含碳纳米管(CNTs)的水溶液, 将该水溶液作为浸润剂浸渍碳纤维并进行烘干, 采用扫描电镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)研究了CNTs含量及浸润工艺对碳纤维表面CNTs分布的影响, 运用单丝断裂法分析了CNTs浸润剂处理对碳纤维/环氧树脂界面粘结性能的影响和作用机制。结果表明: CNTs可在T700和T300纤维表面黏附, 浸润剂中CNTs含量越高, CNTs在纤维表面含量越高; 对于CNTs含量较低的浸润剂, 采用增加浸润次数的方法, 能有效提高碳纤维表面CNTs的含量和碳纤维表面粗糙度; 经过CNTs浸润剂处理后, 碳纤维/树脂界面处的机械啮合作用增强, 界面粘结强度明显提高, 增幅最高达35.8%。     

分散方法对低含量碳纳米管玻纤/环氧层板性能的影响

采用超声波振荡与超声波破碎两种分散方法制备了低含量碳纳米管(CNTs)增强的环氧树脂, 研究了CNTs对树脂流变特性、 固化特性和力学性能的影响。进一步采用该树脂体系通过真空灌注工艺(VARIM)制备了CNTs含量为0.01%的CNTs-玻璃纤维/环氧树脂复合材料层板, 研究了两种分散方式下CNTs对复合材料层板力学性能的影响和CNTs的增强机制。结果表明: 超声波破碎分散使CNTs长度变短, 分散性更好, 与超声波振荡分散方式相比, CNTs对树脂增黏效果和树脂固化反应的影响更明显。采用双真空灌注工艺, 两种超声波分散方式下CNTs均提高了复合材料的弯曲性能、 层间剪切性能和树脂与纤维的粘结强度, 而单真空灌注工艺下CNTs的增强效果不明显, 说明受纤维过滤作用的影响, 选择合适的灌注工艺和CNTs分散方式, 低含量CNTs可实现对灌注工艺复合材料层板的增强。     

飞行器结构用复合材料四大核心技术及发展

先进复合材料以其轻质高强、可设计性等特点,在航空航天等领域得到了广泛的应用。本文概述了复合材料在航空航天领域用作飞行器结构的发展历程,进而从更高效、可靠及大量应用角度,重点介绍了复合材料结构设计、增强体与基体材料、复合成型工艺及性能检测评价等结构复合材料之四大方面核心技术的研究动向与发展趋势。同时展望了新一代复合材料——碳纳米管复合材料发展及其在航空航天领域的应用前景。     

铝纤维填充工程塑料的制备与屏蔽性能研究

研究铝纤维(AIF)填充型工程塑料(AIF/PC)的制备和屏蔽效能(SE)的影响因素.铝纤维(AIF)轻质、纤维长径比大、接触面积大、搭接与分散好,易形成三维导电网络结构,可获得高的导电性能和电磁屏蔽性能.在30～1 500 MHz范围测试,当铝纤维(AIF)添加量为10 wt％时,屏蔽效能(SE)为28～34 dB;当铝纤维(AIF)添加量为30 wt％和40wt％时,SE分别为36～42 dB和43～57 dB.     

炭纤维复合材料共固化液体成型工艺及层间性能研究

采用共固化液体成型工艺制备了炭纤维/环氧树脂基复合材料层板,分析了层板的密实和两种树脂的相互扩散情况,采用Ⅰ型层间断裂韧性(能量释放率GⅠC)和短梁抗剪强度研究了共固化液体成型层板的层间性能,并与预浸料成型层板和液体成型层板进行了比较。进一步研究了共固化层板中预浸料/液体成型层界面处的纤维取向对GⅠC的影响。结果表明:所制备的共固化液体成型层板,层内密实程度高、层间富树脂区不明显,预浸料/液体成型层的层间处两种树脂有一定程度的相互扩散;受界面处树脂相互扩散的影响,共固化层板的层间断裂韧性处于预浸料层板、液体成型层板的平均水平,而层板的短梁抗剪强度由性能较低的一方决定;预浸料/液体成型层界面处的纤维取向对GⅠC有明显影响,其中[45/90]的情况有着较高的抵抗开裂和裂纹扩展的能力。     

先进复合材料从飞机转向汽车应用的关键技术

轻量化是汽车工业实现可持续发展的重要途径,先进复合材料(Advanced Composite Materials,ACM)特别是碳纤维增强聚合物基复合材料具有质轻高强的性能特点,是最为重要的轻量化材料之一。ACM在航空工业已有四十年的技术和应用积累,但汽车工业的产业特点明显不同于航空,其中最突出的就是对成本和生产效率的要求更高。因此,将ACM的技术特点与汽车工业的重要需求相结合,本文首先介绍了碳纤维复合材料用于汽车结构的最新应用进展,列举了发达国家的相关研发计划。在此基础上,从复合材料设计制造一体化、低成本碳纤维、复合材料高效制造和材料循环利用等四个方面讨论了制约汽车用ACM规模化应用的关键技术。以期为研究发展适合我国汽车工业的复合材料高技术提供一点粗浅见解。     

先进复合材料从飞机转向汽车应用的关键技术

轻量化是汽车工业实现可持续发展的重要途径,先进复合材料（AdvancedCompositeMate．rials,ACM）特别是碳纤维增强聚合物基复合材料具有质轻高强的性能特点,是最为重要的轻壁化材料之一。ACM在航空工业已有四十年的技术和应用积累,但汽车工业的产业特点明显不同于航空,其中最突出的就是对成本和生产效率的要求更高。因此,将ACM的技术特点与汽车工业的重要需求相结合,本文首先介绍了碳纤维复合材料用于汽车结构的最新应用进展,列举了发达国家的相关研发计划。在此基础上,从复合材料设计制造一体化、低成本碳纤维、复合材料高效制造和材料循环利用等四个方面讨论了制约汽车用ACM规模化应用的关键技术。以期为研究发展适合我国汽车工业的复合材料高技术提供一点粗浅见解。     

工型加筋结构模具方案对共固化过程树脂压力及成型质量的影响

以碳纤维/双马树脂复合材料工型加筋结构为研究对象,研究了模具方案对热压罐共固化过程树脂压力及成型质量的影响。对筋条两侧的模具采用了三种方案,即铝模/铝模、橡胶软模/铝模、拐角区预浸料增强橡胶软模/铝模。采用自主建立的树脂压力在线监测系统对三种模具方案下工型加筋结构内部树脂压力分布进行研究,进而结合制件尺寸及内部缺陷情况,分析模具方案对树脂流动、模具与预浸料铺层贴合程度及密实过程的影响。结果表明:橡胶软模能显著提高模具与预浸料的贴合程度,从而提高压力传递效率和密实程度;软模拐角区刚度对制件成型质量影响显著,拐角区刚度过低则成型中模具发生较大形变,不利于另一侧铝模与预浸料贴合以及制件尺寸精度的保证;适当提高软模拐角区刚度可提高密实压力均匀性和制件成型质量;适当刚度的橡胶软模和金属刚模配合方案对于加筋壁板结构的共固化工艺较为适用。     

加压时机对碳纤维增强改性双马树脂复合材料力学性能的影响

针对本实验中使用的改性双马树脂,采用DSC测试分析了树脂体系的固化工艺制度。通过树脂流变性能测试选取了100℃、110℃和120℃作为3个加压时机,研究了加压时机对改性双马树脂单向复合材料层板力学性能的影响。结果显示,随着加压温度的降低,单向复合材料的力学性能略有提高;不同力学性能对加压时机的敏感程度不同,本实验中相对于压缩性能、弯曲性能和层间剪切性能,拉伸性能对加压时机的变化更为敏感。研究结果对于进一步研究改性双马树脂的工艺特性及其碳纤维增强复合材料的力学性能提供了参考。