乙烯基酯树脂及其炭纤维复合材料的湿热老化行为

结合乙烯基酯树脂(VE)浇注体在65℃和95℃蒸馏水中的湿热老化行为,对其炭纤维复合材料(CF/VE)的吸湿性、静态和动态力学性能进行了对比分析。结果表明,根据VE浇注体的吸湿特性,可将其复合材料的吸湿过程划分为基体吸湿为主和界面吸湿为主的两阶段;VE浇注体与其复合材料的弯曲强度的下降趋势一致,均与吸湿率的增加趋势相对应,但VE浇注体的弯曲模量下降较复合材料明显;VE浇注体及其复合材料玻璃化转变温度(Tg)的变化均随时间的延长而降低,并随吸湿达饱和而保持在一定值,但两者内耗峰的变化趋势刚好相反。

抽油杆用CF/VE复合材料的电化学腐蚀行为

通过模拟抽油杆在井下作业的腐蚀条件,研究了抽油杆用碳纤维/乙烯基酯树脂复合材料(CF/VE)在65℃3%(质量分数)的NaCl溶液中的电化学腐蚀状态,进行了与抽油杆接头合金的偶合实验,并结合湿热老化行为分析了偶合作用对于复合材料的吸湿性、静态和动态力学性能的影响。结果表明,CF/VE复合材料在极化体系中会在其表面发生阴极吸氧反应和以OH-浓度为主要影响因素的阳极反应。偶合作用对于复合材料的影响主要在于其对复合材料吸湿性的轻微促进,以及由OH-对复合材料界面的破坏作用所导致的复合材料相关性能的下降。

高性能T800碳纤维复合材料树脂基体

在分析T800碳纤维表面上胶剂的基础上,系统研究了适用于制备高性能T800碳纤维复合材料的树脂基体,测试了树脂浇注体及其复合材料的力学性能和热机械性能,研究了树脂基体对T800碳纤维复合材料界面性能的影响。结果表明,T800碳纤维表面上胶剂中酯基含量较高,与缩水甘油酯类环氧树脂有良好的界面相容性,经复配和优化的树脂体系其T800碳纤维复合材料的层间剪切强度达到138 MPa,NOL环拉伸强度达到2530MPa,玻璃化温度(Tg)达到213℃,具有优异的界面性能和耐热性能。

多频动态热机械分析法研究碳纤维复合材料湿热老化

采用多频温度扫描动态热机械(DMTA)方法研究了环氧树脂基碳纤维复合材料于65,95℃蒸馏水中的湿热老化性能,通过Arrhenius方程计算得到复合材料湿热老化前后的玻璃化转变表观活化能ΔEa,分析了复合材料于两种温度下的吸湿性和静态力学性能变化。结果表明,不同树脂基复合材料湿热老化前后ΔEa不同,随着湿热老化温度的升高,ΔEa增加;湿热环境中复合材料的平衡吸湿率越低,ΔEa越小;湿热老化后复合材料的力学性能保留率越低则ΔEa越大。表观活化能可以用来表征树脂基复合材料的耐湿热性能。

T800碳纤维复合材料界面吸湿性能分析

本文研究了不同类型的树脂基体对T800碳纤维复合材料界面性能的影响,对比不同树脂体系的T800碳纤维复合材料于95℃蒸馏水中的吸湿特性,分析复合材料经吸湿后的动态热机械性能的变化。结果表明,以改性芳香胺为固化体系的树脂基体制备的T800碳纤维复合材料具有优良的界面性能。TDE85树脂/改性芳香胺体系的T800碳纤维复合材料干态层间剪切强度达到122MPa。95℃蒸馏水浸泡后,该复合材料的平衡吸湿率低于普通芳香胺固化体系,且玻璃化转变活化能变化幅度也较小。

环境老化对CF/VE拉挤复合材料动态力学性能的影响

采用动态力学热分析(DMTA),研究了炭纤维/乙烯基酯树脂(CF/VE)拉挤复合材料在65℃蒸馏水和3%NaCl、5%H2SO4及10%NaOH水溶液中浸泡不同时间及重新干燥后,其动态力学损耗(tanδ)和玻璃化转变温度(Tg)的变化。结果表明,随浸泡时间的延长,四种介质中复合材料的力学损耗均有不同幅度的递增,其中,以NaOH水溶液中的增加幅度最大,而且出现了tanδ的分峰现象;Tg在浸泡初期逐渐下降,浸泡后期,除在NaOH水溶液中出现短暂的平稳又继续下降外,其余三种介质中均趋于一稳定值。重新干燥后,NaOH水溶液中,tanδ的分峰现象消失,但因水解脆化作用导致复合材料的Tg比浸泡前偏高,其余三种介质中,不存在水解反应,Tg均与浸泡前的相同。

湿法缠绕用T800碳纤维复合材料基体研究

针对T800碳纤维和湿法缠绕的特点,开发了一种适合T800碳纤维湿法缠绕用的树脂基体,测试了该树脂基体与T800碳纤维制成复合材料的力学性能和耐湿热性能。结果表明,该树脂体系的粘度和适用期可满足湿法缠绕成型工艺要求,制备的T-800碳纤维复合材料界面粘接好,层间剪切强度达到101 MPa,NOL环拉伸强度高于2500MPa;单向复合材料经95℃蒸馏水浸泡150h后的平衡吸湿率低于1%、力学性能保留率高,耐湿热性能优良。