环氧树脂/SiO_2,纳米复合材料性能的研究

采用直接共混法制备环氧树脂纳米复合材料,研究纳米Si0_2的用量对纳米复合材料力学性能、耐热性以及粘度的影响。结果表明,当纳米SiO_2用量为3％时,复合材料的综合性能最佳,其中冲击强度为37.9 kJ/m^2,弯曲强度为192.8 MPa,弯曲弹性模量为4.5 GPa,马丁耐热温度为 118℃。

EP/纳米SiO_2/空心微珠复合材料的性能研究

选用微米级空心微珠和纳米SiO2作为填料,制备环氧树脂(EP)/纳米SiO2/空心微珠复合材料,研究空心微珠用量对复合材料的拉伸性能和冲击性能的影响,采用扫描电镜(SEM)研究复合材料的断裂模式,初步讨论了复合材料的隔热性能。结果表明,纳米SiO2和空心微珠的加入可以提高复合材料的拉伸强度和冲击强度,并且当空心微珠用量为10%、纳米SiO2用量为3%时,复合材料的各项力学性能最佳。随着空心微珠含量的继续增加,复合材料的拉伸强度和冲击强度均有不同程度的降低,拉伸弹性模量却有提高趋势。此外,空心微珠的加入使复合材料的脆性提高、韧性降低,隔热性能却有所改善。

CE/EP/CF复合材料的湿热性能研究

采用溶液预浸渍法分别制备了两种碳纤维(CF)增强环氧树脂(EP)改性氰酸酯树脂(CE)(CE/EP/CF)复合材料,研究了该复合材料的吸湿行为及湿热环境对其力学性能和微观结构的影响。结果表明,CE/EP基体具有比EP更小的吸湿能力;湿热环境对CE/EP/CF复合材料的纵向拉伸强度影响不大,但对其层间剪切强度的影响较为显著。

环氧树脂纳米复合材料研究进展

综述了近年来国内外制备纳米SiO2/环氧树脂、纳米TiO2╱环氧树脂以及纳米Al2O3╱环氧树脂复合材料的研究现状。纳米粒子粒径小,表面能大,容易发生团聚,成为影响复合材料性能的关键。纳米粒子的粒径大小、几何形状等形态参数和添加量对纳米复合材料性能的影响程度。

树脂基低密度隔热材料的研究进展

对树脂基低密度隔热材料的发展状况进行了综述,探讨了隔热材料的特点、选用原则以及隔热材料的发展方向。

国产T800S级碳纤维表面结构和耐磨性研究

采用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和X射线光电子能谱(XPS)等方法,对比分析东丽T800S和两种国产T800S碳纤维的表面物理与化学结构特性,采用海绵摩擦法测试T800S级碳纤维的起毛量,研究纤维磨损对T800级碳纤维表面微观结构的影响。结果表明,三种T800S级碳纤维表面光滑、沟槽浅,呈典型干喷湿纺工艺特征,但表面粗糙度存在较大差异,国产T800S碳纤维表面粗糙度是东丽T800S的1.5~3倍,起毛量是东丽T800S的8~12倍,耐磨性较差。磨损后,东丽T800S碳纤维表面几乎没有磨痕,而两种国产T800S级碳纤维表面出现磨痕和“斑块化”,且碳纤维毛丝呈不同形态。通过研究,掌握国产T800S碳纤维表面结构信息,初步评价国产T800S级碳纤维的耐磨性,为国产T800S级碳纤维材料优选和工程化应用提供技术指导。

碳纤维增强环氧改性氰酸酯树脂复合材料性能研究

分别采用热重分析(TGA)法、动态力学分析(DMA)法研究了碳纤维增强环氧改性氰酸酯树脂(CE/EP/CF)复合材料的热稳定性、耐热性及动态热力学性能,研究了此种复合材料强力环(NOL环)的力学性能。结果表明,CE/EP/CF复合材料具有优良的耐热性和热稳定性,玻璃化转变温度为226.33℃,NOL环层间剪切强度为48.7MPa。扫描电子显微镜(SEM)分析表明,CF与CE/EP树脂间的界面粘接良好。

纳米SiO_2粒子在环氧树脂中的分散工艺研究

研究了纳米SiO2在环氧树脂中的均匀分散工艺,探讨了超声波振荡和超声波分散时间对纳米SiO2/EP复合材料力学性能的影响,确定了最佳分散工艺。SEM表明,采用高剪切与超声波复合分散工艺比高剪切工艺的分散效果好;测试了复合材料的力学性能,进一步证明纳米SiO2具有增韧增强作用。

纤维型纳米隔热材料的研制

以纳米填料改性环氧树脂为基体,空心微珠和有机纤维为隔热填料,采用湿法缠绕工艺制备了纳米隔热材料.结果表明,F12型纳米隔热材料的隔热性能最佳,其热导率(20～150℃)为0.23～0.28 W/(m·K),且随着温度的升高而增加.此外,隔热材料在150℃下加热100s后,背壁温度不超过50℃.

新型无溶剂耐高温双马树脂及其碳纤维复合材料

采用双酚A型氰酸酯改性双马树脂,研制了一种新型无溶剂耐高温双马树脂基体,研究了树脂体系的黏度特性和固化反应动力学,进行了改性树脂体系的力学性能与耐热性研究,实现了T700CF/双马树脂基复合材料的湿法缠绕成型工艺。结果表明,改性双马树脂的拉伸强度为75.6 MPa,断裂伸长率为2.4%,弯曲强度为111 MPa,玻璃化转变温度为227.9℃。该改性双马树脂体系的黏度适中、适用期长且适于湿法缠绕,T700CF/双马树脂基复合材料的纵向拉伸强度为1 668 MPa,纵向弯曲强度为1 590 MPa,层间剪切强度为73.3MPa。

聚丙烯增韧改性研究进展

综述了国内增韧改性聚丙烯的研究动向 。

纳米SiO_2/环氧树脂/空心微珠反应动力学研究

研究了纳米SiO2/环氧树脂/空心微珠体系的粘度特性,说明填料的加入对体系有一定的增粘作用。同时,采用示差扫描量热法(DSC)研究了纳米SiO2/环氧树脂/空心微珠体系的固化过程,利用不同升温速率下的DSC曲线求出三元体系的表观活化能、反应级数和频率因子等参数,得出了固化体系的反应动力学方程。

结构/防热一体化?480mm复合材料壳体水压实验的声发射特征

为了满足未来高速高加速战术导弹对壳体承载能力和防热功能的要求,采用干法缠绕工艺制备结构/防热一体化?480 mm复合材料壳体,其中结构层采用T700碳纤维/氰酸酯复合材料,防热层采用复合防热结构,进行壳体内压检验、声发射和水压爆破实验,研究内压作用下壳体的应变变化规律,判断复合材料损伤类型,预测壳体破坏位置,评价外防热材料的结构完整性,考核壳体承受内压载荷的能力。结果表明:结构/防热一体化?480 mm壳体应变与压强呈线性关系,随压强的升高而增大;?480 mm壳体在内压作用下出现树脂开裂、单丝断裂、纤维束断裂和分层等声发射信号,分布在前后封头区域,二次加载后费利西蒂(Felicity)比为0.96;壳体的爆破压强为18.6MPa,容器特性系数达到42.1 km,后封头区域出现宏观纤维断裂现象;防热层材料表面出现少量纤维起毛、断丝和发白现象,未出现分层和脱落,保持较好的结构完整性。

C_f/E-TiO_2复合材料的制备与性能

采用复合分散工艺将纳米TiO_2均匀分散于环氧树脂中,制备了环氧-纳米TiO_2树脂浇铸体,并采用湿法缠绕工艺制备了T700碳纤维增强环氧复合材料(C_f/E)以及T700碳纤维增强环氧-纳米TiO_2(C_f/ETiO_2)复合材料NOL环与Φ150 mm容器,研究了纳米TiO_2对环氧树脂浇铸体、复合材料NOL环和Φ150 mm容器性能的影响。结果表明,纳米TiO_2的加入对环氧基体和C_f/E复合材料均有不同程度的增强、增韧效果,其中环氧基体的拉伸强度提高了9.2%,弯曲强度提高了9.8%,冲击强度提高了52.9%;C_f/E-TiO_2复合材料NOL环层剪强度达到87.7 MPa,提高了22.3%;Φ150 mm容器特性系数达到43.4 km,纤维强度发挥率达到94.3%,分别提高了9.9%和3.3%。

F-12纤维/氰酸酯树脂基复合材料力学性能研究

采用预浸法缠绕工艺制备了F-12纤维/氰酸酯树脂基复合材料NOL环、层合板和Ф150 mm压力容器,研究了F-12纤维/氰酸酯复合材料的力学性能以及断口微观形貌。研究结果表明,F-12纤维/氰酸酯复合材料的层间剪切强度≤35 MPa,Ф150 mm压力容器特性系数PV/Wc值达到34.22 km,纤维强度转化率达到70.22%,断口破坏形式以F-12芳纶纤维撕裂和微纤化为主。

M40J/CE/EP复合材料出气性能研究

通过地面环境模拟实验,分析了高模碳纤维/环氧树脂改性氰酸酯复合材料(M40 J/CE/EP)的表面元素,研究了高真空加热环境下复合材料的真空出气性能和出气气体成分。结果表明,M40 J/CE/EP复合材料的表面主要由C、O、N元素构成;经高真空加热后,复合材料的出气气体成分以小分子挥发物和碳氢化合物电离碎片为主,有可能在空间低温条件下冷凝在航天器的敏感器件表面而造成污染;通过真空出气性能实验测得,M40 J/CE/EP复合材料的总质量损失(TML)的平均值为0.27%,收集到的可凝挥发物(CVCM)为0,完全达到出气筛选合格的指标要求。

热熔型BA221氰酸酯树脂的固化动力学及流变行为

氰酸酯(CE)树脂具有高度对称的化学结构和强结晶性,固化反应温度高,固化物脆性大,容易从预浸料中结晶析出并悬浮于表面,严重影响了预浸料的表观质量、制备工艺和力学性能。文中采用F-51酚醛环氧改性CE树脂,通过预聚工艺制备了一种室温下为半固态、成膜性好、适用期长、适用于热熔法预浸料工艺的热熔型CE树脂(代号BA221)。采用差示扫描量热法研究了BA221树脂的固化动力学和固化反应参数,获得了固化动力学方程,优化了固化制度,活化能较CE树脂降低了66.9%。采用流变法研究了BA221树脂的黏度变化规律,确定了热熔型BA221树脂的制膜温度为80℃,获得了成膜性和延展性良好的热熔胶膜。BA221树脂固化物的玻璃化转变温度为268.4℃,拉伸强度和延伸率分别为79.7 MPa和3%,弯曲强度和冲击强度分别为122 MPa和21 k J/m2,较CE树脂分别提高了96.3%,134.4%,76%和270%。扫描电镜结果表明BA221树脂固化物为韧性断裂。F-51酚醛环氧改性CE树脂效果显著,实现了CE树脂在120℃预聚、80℃成膜和180℃后固化的工程化应用目标,为制备热熔法预浸料提供了一种耐高温CE树脂。

预聚时间对CE/EP树脂体系固化行为的影响

采用酚醛型环氧改性氰酸酯树脂(CE),通过预聚工艺解决CE树脂的室温结晶和析出问题。利用凝胶时间、差示扫描量热(DSC)、红外光谱(IR)、流变仪和凝胶色谱(GPC)等分析手段跟踪CE/EP树脂体系的预聚反应过程,研究预聚时间对凝胶时间、固化反应、分子结构、流变行为、相对分子质量和复合材料金相结构的影响,获得CE/EP树脂体系的预聚工艺参数。结果表明,CE/EP树脂体系的固化反应包括1个吸热区和2个放热区,生成不同化学结构的生成物。CE/EP树脂体系的固化度、粘度和相对分子质量随预聚时间的延长而逐渐增大,而凝胶时间却随预聚时间的延长显著降低。预聚时间还影响碳纤维复合材料的金相结构,孔隙率随预聚时间的延长逐渐降低。通过研究,掌握CE/EP树脂体系粘度和相对分子质量的控制方法,降低固化温度,改善CE树脂与碳纤维间的浸润性和粘接性,为制备高性能碳纤维预浸料和工程化应用提供高性能树脂基体。

氰酸酯树脂在航空航天领域应用研究进展

介绍了氰酸酯树脂的性能、反应特性,重点综述了氰酸酯树脂基复合材料在机舱潜艇防火结构及卫星结构和空间光学系统结构等方面的应用情况及发展前景。

复合型外防热材料性能研究

介绍了一种用于复合材料发动机壳体飞行过程中气动加热的防护材料。该材料由多种材料复合而成,具有隔热、结构、烧蚀等功能。采用石英灯静态加热实验、电弧风洞烧蚀实验对其背壁温度及烧蚀状态进行考核验证。结果表明,防热材料密度小于1.0 g/cm3,4mm厚材料风洞实验后使表面820℃以上的基材温度降至118℃,表面烧蚀结构完整,该材料可用于复合材料壳体的外热防护。