不同作用距离下玻璃纤维增强的氰酸酯基复合材料表面等离子体活化研究

用等离子体处理技术对不同作用距离下的玻璃纤维增强的氰酸酯基复合材料表面进行活化处理,通过对处理前后的材料表面进行接触角、表面能、表面形貌、红外光谱等宏观微观性能的对比分析,获得了不同距离下等离子体表面活化处理的作用规律。结果显示:在同一工作电压下,随着作用距离的增加,材料表面的接触角越来越大,表面能随着作用距离的增加而降低,材料表面浸润性和表面能显著提高;表面形貌显示,等离子体活化处理之后,表面树脂碎片颗粒变小,露出了玻璃纤维,粗糙度增加,并且随着作用距离的减小,粗糙度增加的程度变大;红外光谱显示等离子体活化处理后复合材料表面酯基C-O键断裂,酯基数量降低,而硝基、酮基、羧基、醇羟基的数量相应的增加,表面极性增强,随着作用距离的增加,材料表面增加的硝基、酮基、羧基、醇羟基等官能团的数量也越来越少。

米级范围内不同距离的等离子体活化对玻璃纤维/氰酸酯基复合材料表面沉积Al涂层性能研究

采用阳极层离子源对米级范围内不同距离下的玻璃纤维增强的氰酸酯基复合材料进行表面活化处理后,采用真空磁过滤阴极弧技术在相应位置的复合材料表面沉积Al涂层。通过分析等离子体活化前后的表面能和表面极性的变化,以及沉积的Al涂层的表面微观形貌和膜基结合强度等,评估了等离子体活化技术对米级范围内不同距离的复合材料沉积Al涂层性能的影响。研究结果表明,等离子体活化处理能有效提高复合材料的表面能和表面极性,并且随距离的增加呈增大的趋势。等离子体活化处理能显著提高米级距离内复合材料表面沉积金属(Al)涂层的结合强度,采用放电电压为1000 V等离子体活化后米级范围内的Al涂层呈现均匀整体提升的态势,与未活化处理相比,结合强度提升1倍以上;采用放电电压为2000 V等离子体活化后米级范围内的Al涂层结合强度提升更为明显,与未活化相比,结合强度提升4倍以上。

等离子体处理对氰酸酯基复合材料表面性能影响研究

采用等离子体处理技术对不同作用距离下的石英纤维/氰酸酯复合材料表面进行活化处理,考察了等离子体处理工艺参数对复合材料表面接触角的影响,以及等离子体处理前后表面形貌、性能和膜基结合强度的变化规律。研究结果表明:经氮气、氩气等离子体处理后,复合材料表面接触角明显减小,均随作用距离减小呈下降趋势,且氩气的活化效果比氮气的好;工艺参数对复合材料表面接触角影响重要程度依次为气压、电压、时间,在一定范围内增加气压、电压,延长处理时间,复合材料表面接触角变小,活化效果越好;等离子体处理后,复合材料的玻璃化转变温度(Tg)和弯曲强度无变化,没有损伤复合材料的本征性能;等离子体处理后,复合材料表面粗糙度和比表面积增大,复合材料与Al镀层的膜基结合强度显著提升。

氰酸酯基复合材料天线罩透波率研究

本文主要进行了E玻璃纤维增强氰酸酯基复合材料和石英纤维增强氰酸酯基复合材料分别在2-18GHz和26.5~40GHz范围内的透波率的研究,结果表明,在复合材料天线罩强度和刚度满足设计要求的前提下,在2-18GHz范围内,E玻璃纤维增强氰酸酯基复合材料层压板和厚度的石英纤维增强氰酸酯基复合材料层压板的最大厚度分别为0.9mm和1.0mm;在26.5-40GHz范围内,E玻璃纤维增强氰酸酯基复合材料层压板和厚度的石英纤维增强氰酸酯基复合材料层压板的最大厚度分别为0.4mm和0.5mm。

钕掺杂二氧化钛/氰酸酯基复合材料的研究Ⅱ:固化动力学、静态、动态力学性能与耐热性能测试

通过原位掺杂、多步接枝的方法制得系列掺杂Ti O2粒子(M系列粒子),并制备了系列氰酸酯树脂(CE)基复合材料,通过热重分析、示差扫描量热分析、电镜分析及力学性能测试对复合材料的固化动力学,M系列粒子对CE复合材料静态、动态力学性能和耐热性的影响进行了研究。结果表明,M系列掺杂粒子的引入可降低复合材料活化能,并未改变复合材料的固化机理。当M-2粒子的质量分数为3%时,复合材料的冲击强度增长74.1%;弯曲强度增长为83.8%,达到了同步增强增韧的目的。M系列粒子还可使复合材料的储能模量增长60%,耐热性能较纯CE提高20.3%。

多步接枝稀土掺杂/氰酸酯树脂基复合材料固化性能研究

通过多步接枝制得系列表面有机化的掺杂TiO2粒子(M系列粒子),制备了系列氰酸酯树脂(CE)基复合材料。结果表明,M系列掺杂粒子的引入,在降低复合材料活化能,有利于复合材料固化成型的同时,未改变复合材料的固化机理。定量M系列粒子(质量分数≤3%)的引入,优化了复合材料的介电性能,使复合材料介电常数增大66.2%,介电损耗减小50%。

环境因素对石英纤维增强氰酸酯树脂基复合材料力学性能的影响

对石英纤维增强氰酸酯树脂基复合材料进行了湿热、高低温、太阳辐照、盐雾、振动、冲击等环境试验,分析了多种环境因素对复合材料力学性能的影响。结果表明,在气候环境因素中,高低温、湿热和太阳辐射环境试验对该复合材料的力学性能影响程度较大,前两者使其弯曲强度以及太阳辐射环境试验使其弯曲弹性模量分别下降了8.36%,6.35%,7.87%;相对于振动、冲击及离心加速度等机械使用环境因素,气候环境因素使该复合材料的力学性能下降较大,气候环境是影响复合材料力学性能的主要因素。

多步接枝改性锐钛矿型二氧化钛/氰酸酯树脂基复合材料——静态、动态力学性能与耐热性能测试

通过多步接枝的方法制得系列二氧化钛粒子(M系列粒子)/氰酸酯树脂(CE)基复合材料,讨论了复合材料的固化动力学、静态力学、动态力学性能。结果表明,M系列粒子的引入,在降低复合材料活化能,有利于复合材料固化成型的同时,未改变复合材料的固化机理。少量M-2粒子(质量分数≤4%)的引入,即可对CE起到同时增强增韧的作用。当M-2粒子质量百分数达到4%时,复合材料的冲击强度增幅为75.9%;弯曲强度增幅为78.9%,达到了同步增强增韧的目的。动态力学性能参数测定表明,M系列粒子的引入,提高了复合材料的耐热性,储能模量增幅为60%,玻璃化温度增幅为12%。

氰酸酯基碳纤维复合材料湿膨胀系数试验研究

湿膨胀性能是高尺寸稳定性结构材料的关键性能之一,湿膨胀系数(CME)是度量材料湿膨胀特性的主要指标。但目前针对复合材料的湿膨胀系数尚未形成标准的测量方法。文章针对氰酸酯基碳纤维复合材料的湿膨胀系数测量开展试验研究。首先,对比分析烘干后吸湿法和湿饱和后除湿法两种静态测量方法,结果表明湿饱和后除湿法的测试效率更高。随后,应用湿饱和后除湿法对M55J/氰酸酯和T700/氰酸酯两类碳纤维材料的典型铺层试验件开展湿膨胀系数的测量和分析。试验结果表明:同种材料单向层厚度更薄的试验件具有更低的CME;同种铺层角度和铺层厚度的多向层试验件中,M55J具有更低的CME;采用准各向同性铺层形式[0°/+45°/-45°/90°]_(S)的试验件较([0/+60/-60]_(S))_(2)的具有更低的CME。以上研究可为氰酸酯基碳纤维复合材料的湿膨胀特性研究和尺寸稳定性结构的湿变形分析提供参考。

TiO_2改性CE基复合材料固化动力学及动态力学性能

制备了系列Ti O2粒子(M系列粒子)改性氰酸酯树脂(CE)基复合材料,讨论了复合材料的固化动力学、动态热力学性能,分析了复合材料微观形貌变化与性能提升之间的联系。结果表明,M系列粒子的引入,在降低复合材料活化能,有利于复合材料固化成型的同时,未改变复合材料的固化机理。当M2粒子含量为4%时,复合材料的储能模量增幅为60%,玻璃化转变温度增幅为12%。

Characteristics of Cyanate Ester and Fluorenyl Epoxy-Based Polymer-Ceramic Composites

In the field of highly integrated printed circuit board （PCB）, the heat resistant substrate with low water absorption is very important material. To get the resin composition for the high functional substrate material with low moisture absorption and high glass transition temperature （Tg） simultaneously, a fluorenyl ＂Cardo＂ epoxy was incorporated into novolac cyanate ester resin. As an optimum curing agent for the fiuorenyl epoxy, methyl nadic anhydride （MNA） was selected. Silica powders as fillers were added into the resin composition. The partial replacement of the cyanate ester resin with the fluorenyl epoxy could reduce the moisture absorption with keeping high glass transition temperature over 300 ℃. The laminate, which was fabricated from prepregs made with 40 wt% silica-filled resin composition and glass fabric, showed high Tg of 317 ℃ and low moisture absorption of 0.57%.