碳纤维增强双马来酰亚胺树脂预浸料铺覆黏性及其储存老化行为

将碳纤维增强双马来酰亚胺树脂预浸料CCM40J/HT-280分别置于4种储存环境（真空、N₂、O₂、空气）进行室温老化实验,研究了预浸料铺覆黏性与储存环境和老化时间的关系,对不同环境下黏性失效前后的样品进行了DSC、流变、红外光谱分析。针对不同黏性级别的预浸料,采用热压罐成型工艺制备了复合材料层合板,对层合板内部成型质量及复合材料力学性能进行了研究。结果表明,真空和N₂环境储存下的CCM40J/HT-280预浸料黏性失效周期相比于O₂与空气中的样品延长约40%。DSC和流变测试结果表明,老化后树脂的交联程度大于新鲜树脂,树脂最低黏度也显著增大,O₂环境下的样品表现的更为明显;对红外光谱特征峰分析表明,O₂环境储存条件下树脂交联反应程度高于真空环境,说明O₂对双马来酰亚胺树脂室温下的老化具有促进作用。黏性失效的预浸料制备的CCM40J/HT-280复合材料内部多为层间或层内的密集孔隙,其弯曲强度下降约13.0%、弯曲模量下降约6.5%,层间剪切强度下降约10.7%。      

连续碳纤维增强PA66复合材料的结晶与力学性能

采用熔融浸渍法制备了连续碳纤维（CF）增强聚酰胺66（PA66）浸渍带,用万能材料试验机、X射线衍射仪、差示扫描量热仪、扫描电子显微镜、动态热力学分析以及热重分析仪等研究了纤维含量对复合材料结晶与力学性能的影响。结果表明,CF的加入改变了PA66的α晶型的晶态结构,促进PA66异相成核,导致结晶温度升高;CF的加入使得PA66的双重熔融现象变得愈加明显,其高温熔融温度先减后增,这是由于CF对PA66具有诱导、促进成核作用,过多的晶核生长不完善,出现晶粒细化现象,其熔融温度降低;进一步增加纤维含量,其对成核的促进作用达到了饱和,晶粒逐步生长趋于完善,其熔融温度升高;浸渍带随着纤维含量的增加,其拉伸强度、储能模量、损耗模量以及玻璃化转变温度都有所提高。     

碳纤维/双马树脂预浸料固化过程动态力学性能

采用动态力学分析法（DMA）对碳纤维/双马树脂预浸料恒温、升温过程中动态力学性能的变化进行了研究, 结合DSC、偏光显微镜确定了碳纤维/双马树脂预浸料的软化、熔融、凝胶、玻璃化转变及反应始终点的表征方法, 考察了预浸料各转变点随升温速率、温度、频率的变化规律以及预浸料的反应规律。结果表明, DMA能很好地表征碳纤维/双马树脂预浸料加热固化中的多种物理化学转变。由于双马树脂基体在180 ℃以上的反应机制与在180 ℃以下的不同, 这2个温度范围内碳纤维/双马树脂预浸料恒温固化终点的反应程度、力学转变率随恒温温度的变化规律不同。      

用DMA研究环氧预浸料的等温固化过程

采用动态力学分析法(DMA)对648环氧预浸料的等温固化过程进行了表征分析。以储能模量E′的相对增长率作为动态力学性能增长的指标,研究了不同恒温温度下E′的增长规律,并用Hsich非平衡热力学涨落理论、Avrami方程和等转变率 3种方法研究了预浸料的等温固化动力学。结果表明：648环氧预浸料等温固化过程中E′的增长分为高温和低温2种增长模式,低温下包含一个高温下没有的模量增长的过渡阶段,该阶段与测试频率具有明显的相关性。Hsich非平衡热力学涨落理论、Avrami方程可以对648环氧预浸料等温固化过程储能模量的相对变化进行分段描述。对活化能的计算结果表明,不同温度范围内恒温储能模量增长过程中活化能的数值及其变化趋势不同。     

纤维预浸织物管充气展开分析

针对纤维预浸织物管在充气展开过程中的力学特性,本文提出了一种各向同性剪切模型,用于描述在充气压力作用下预浸织物的剪切行为变化,并利用该模型结合有限元法模拟了折叠管的充气展开过程,结果表明,剪切特性对纤维预浸织物管的充气展开过程有明显的影响.     

碳纤维复合材料梁/肋零件热隔膜成型工艺研究

采用自制的热隔膜成型设备制备了3234/T700碳纤维复合材料梁/肋零件预制件,并在热压罐中进行固化,通过对固化后零件的表观质量、力学性能、厚度、内部缺陷进行表征,考察了成型温度、成型时间、成型压力对成型质量的影响。结果表明,适当地提高成型温度、成型压力以及延长成型时间可提高固化后零件的质量。     

生物质中温热熔预浸料用环氧树脂体系

采用生物质松香酸酐固化剂,通过配方设计和筛选,由配方体系成膜性、胶膜储存期、胶膜状态及DSC测试初步确定生物质环氧树脂体系的配方组成环氧树脂/固化剂/促进剂的质量比为100/60/3~4。由动态/稳态DSC测试和锥板旋转黏度计对体系的固化特征温度和黏度-温度-时间特性进行研究,结果确定树脂体系可在120~140℃完成固化,热熔法预浸温度范围60~85℃,其黏度在1500~5000mPa·s,其中70℃操作时间达180min。最后由红外光谱和DSC对生物质环氧体系的固化反应机理进行了研究。     

热熔预浸工艺及热熔热固性树脂的研究进展

热熔预浸工艺是近年来制备预浸料的一种新型成型工艺。热熔预浸工艺具有环保、低成本等优势,使其有望成为未来高性能复合材料成型的主要工艺。先进树脂基复合材料使用的热固性基体树脂由于存在脆性大、树脂和纤维浸润性较差等不足,很大程度上限制了热固性树脂在热熔预浸工艺中的应用。因此,研制适用于热熔预浸工艺的热固性树脂,是高性能树脂基复合材料的热点之一。综述了近年来环氧树脂、氰酸树脂、苯并噁嗪、双马来酰亚胺、酚醛树脂等几种主要的热熔预浸工艺用热固性树脂的研究概况。     

Thermal analysis of curing process of epoxy prepreg

The curing process of epoxy prepreg was studied by means of differential scanning calorimetry analysis. The dynamic, isothermal, and combinations of dynamic and isothermal measurements were done over selected temperature ranges and isothermal cure temperatures. The heats of reaction for dynamic and isothermal cure were determined. The results show that the heat of the isothermal‐cure reaction increased with the increment of temperature. The degree of cure was calculated from the heat of the isothermal‐cure reaction. The complete cure reaction could be achieved at 220°C within a very short cure time. The changes of cure rate with time were given for the studied isothermal cure temperatures. To simulate the relationship between the cure rate and degree of cure, the autocatalytic model was used and the four parameters were calculated. Except in the late stage of the cure reaction, the model agrees well with the experimental data, especially at high temperatures. To account for the effect of diffusion on the cure rate, a diffusion factor was introduced into the model. The modified model greatly improved the predicted data at the late stage of cure reaction. © 2002 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 83: 1074–1083, 2002     

Armos/环氧FRP模压板耐库存和湿热性能的研究

本文对Armos芳纶纤维增强环氧预浸料模压板进行耐室内库存和湿热老化性能的试验研究，并对试验结果进行分析讨论。