高性能纤维增强树脂基复合材料湿热老化研究进展

高性能纤维增强树脂基复合材料具有卓越的结构整体性及抗分层等特性,在诸多工业领域中具有广泛适用性。在其储藏及使用时,制件强度会不可避免地因湿热老化造成降解和退化。探讨和揭示高性能纤维增强树脂基复合材料在不同湿热老化环境下的力学响应,对其结构件的耐久性、安全服役性能和寿命预估具有至关重要的意义。综述了国内外高性能纤维增强树脂基复合材料湿热老化方面的研究进展,介绍了其吸湿机理以及在湿热环境下的老化机理。梳理了湿热老化环境对于高性能纤维增强树脂基复合材料力学性能的影响,寿命预测模型等。最后指出了高性能纤维增强树脂基复合材料老化研究存在的问题、面临的挑战,对未来研究发展方向提出了展望。

改性含硅芳炔树脂及其复合材料性能研究

含硅芳炔树脂(PSA树脂)具有良好的机械、耐热、透波等特性,是一种高性能的树脂基体。本文采用炔醚和噁嗪化合物改性含硅芳炔树脂,研究改性树脂的工艺性能、固化特性、耐热性能和介电性能,以及复合材料的力学性能。研究结果表明,改性含硅芳炔树脂具有低粘度、宽加工窗和良好的耐热性能,其复合材料具有优良的力学性能。

硅氮烷改性含硅芳炔树脂及其复合材料的性能

文摘采用胺解法合成了二(3-乙炔基苯胺)-二甲基硅烷(SZ),并与含硅芳炔(PSA)树脂熔融共混制备了PSA/SZ。利用一系列测试手段考察了PSA/SZ树脂的流变行为、固化反应、热稳定性、弯曲、介电性能以及石英布增强PSA/SZ复合材料的力学性能。结果表明,硅氮烷SZ的加入有效降低了PSA/SZ树脂的黏度,PSA/SZ浇铸体的弯曲强度提高了62.7%,石英纤维增强PSA/SZ复合材料的弯曲和层剪强度分别提高了18.7%和60.4%。

我国高性能高分子复合材料发展现状与展望

高性能高分子复合材料因其优异的综合性能,成为国防与国民经济建设不可或缺的战略性关键材料,已在航空、航天、风力发电、轨道交通、汽车等领域进行应用,发展前景广阔。本文分析了我国发展高性能高分子复合材料的宏观需求,综述了高性能高分子复合材料中碳纤维、芳纶、高性能玻璃纤维等纤维增强体以及复合材料用高分子树脂基体如环氧树脂、酚醛树脂、特种树脂的发展现状及特点,研判了高性能高分子复合材料发展存在的问题以及今后发展的目标与任务。研究发现,碳纤维领域初步形成了从关键技术研发到工程化生产的产业化体系,材料向高性能和低成本双向发展;对位芳纶产业化初步成功;玻璃纤维则保持低速扩张;高性能高分子复合材料树脂基体产业则面临严峻的发展形势。基于发展需求,从注重自主创新、坚持需求牵引、重视产业链建设、加强人才培养与支持产业创新建设等方面提出了发展建议,以期为我国高性能高分子复合材料的发展提供参考借鉴。

高性能复合材料的树脂传递模塑技术

从成型原理及特性、预成型加工、高性能树脂、应用及展望等五个方面,对用于高性能复合材料的树脂传递模塑(RTM)技术进行了全面的评述。

用于树脂传递模塑的高性能树脂基体

概述了树脂传递模塑（ＲＴＭ）技术的特点，用于ＲＴＭ技术的树脂基体的要求和树脂基体的发展概况。着重介绍高性能树脂基体。

高性能树脂基纳米复合材料的发展新动向

纳米材料的高表面活性使其易于团聚,这为其分散和高性能纳米复合材料的制备工艺带来挑战。本文主要介绍了有关多元复合型高性能树脂基纳米复合材料、纳米复合材料的制备与分散工艺、纳米杂化树脂基体与纤维复合以及功能化纳米复合材料研究方面的最新进展。

一种适合于树脂传递模塑成型工艺的树脂基体及其碳纤维复合材料性能

选用一种液体改性芳香胺为环氧树脂的固化剂,得到了一种适合于树脂传递模塑(RTM)的高性能树脂体系。实验研究表明,该树脂体系在100℃时粘度仅为0.01Pa.s,在40℃时适用期在8h以上,Tg为107℃;其碳纤维复合材料抗剪切强度70MPa,抗拉强度1020MPa,抗张模量98GPa。说明该树脂体系粘度低,适用期长,玻璃化温度较高,与碳纤维的浸润粘接性好,可用作RTM成型工艺的高性能树脂基体。

新型C／C复合材料基体前驱体——酚醛型氰酸酯树脂的研究

以苯酚、甲醛为原料，草酸为催化剂自制改性酚醛本体；所得酚醛本体与溴化氰，在三乙胺催化下反应得到酚醛型氰酸酯树脂．采用红外光谱仪、热重分析仪、流变仪等分析了酚醛型氰酸酯树脂的纯度、残碳率及粘度特性。以合成的酚醛型氰酸酯树脂为基体前驱体，采用RTM工艺浸渍增密了碳纤维复合材料坯体，制备出了酚醛型氰酸酯基二维C／C复合材料制品，并对C／C复合材料的力学性能进行了评价．试验结果表明酚醛型氰酸酯树脂是一种极具前景的新型C／C复合材料基体前驱体．

树脂传递模塑工艺成型三维编织复合材料树脂体系研究

针对三维编织物的特点,研究出了适于三维编织复合材料树脂传递模塑(RTM)成型工艺的树脂体系。该体系具有黏度低、适用期长、力学性能及耐温性好的特点,能够满足RTM工艺成型高纤维体积含量的三维编织复合材料要求。

高性能纤维复合材料的研究及应用

高性能纤维复合材料是以高性能纤维作为增强材料,树脂作为基体,通过加工成型得到的复合材料,具有质轻、高强高模、抗疲劳、耐腐蚀、可设计性强、易加工成型等优异性能,得到广泛的应用。本文介绍了高性能纤维复合材料常用高性能纤维和常用树脂基体、复合材料界面和应用领域,并分析了国内高性能纤维复合材料发展存在的问题。

新型含甲基苯基硅芳醚芳炔树脂的制备与性能

以1,4-二(4’-乙炔苯氧基)苯与甲基苯基二氯硅烷为原料,通过格氏反应合成具有二苯醚结构的含甲基苯基硅芳醚芳炔(PSEA-P2)树脂,进而制备其碳纤维增强复合材料。通过核磁共振(1H-NMR)、红外光谱(FT-IR)、差热分析(DSC)、热重分析(TGA)、动态热机械分析(DMA)等分析手段对树脂及其复合材料的结构与性能进行表征。结果表明:PSEA-P2树脂加工窗口为110~175℃,适合复合材料模压成型;树脂浇铸体具有优良的力学强度和耐热性能,在室温~450℃未出现玻璃化转变,弯曲强度可达54.3MPa,氮气下热分解温度Td5达到531℃;T300碳纤维增强复合材料室温下弯曲强度可达518.0MPa,400℃下弯曲强度保留率为53%。

高性能玻璃纤维复合材料耐腐蚀性研究

研究了高性能玻璃纤维HMS和通用E型玻璃纤维增强环氧/乙烯基酯复合材料在不同的介质腐蚀条件下的力学性能,利用浸胶纱拉伸和诺尔环拉伸测试比较了二者的耐酸和耐盐雾性能。试验结果显示在纯水的湿热条件下,HMS和E玻纤复合材料力学衰减速率基本一致,但是在酸性和盐雾湿热条件下,HMS纤维具有更优异的耐腐蚀性能。在酸性试验条件下,HMS/环氧复合材料拉伸强度保留率比E玻纤/环氧材料高约40%;在盐雾试验条件下,HMS/乙烯基酯复合材料拉伸强度保留率比E玻纤/乙烯基酯材料高约18%。

用于树脂传递模塑的高性能树脂基体研究

在复合材料制备方面,树脂传递模塑技术是常用的一种工艺技术。但是,使用该工艺需要满足其对树脂基体的要求,才能够制备出性能良好的复合材料。基于这种认识,本文对树脂传递模塑工艺技术展开了分析,然后对用于该工艺的高性能树脂基体展开了理论分析和实验研究,从而为关注这一话题的人们提供参考。

含短切碳纤维耐高温树脂基吸波复合材料的制备与研究

制备了短切碳纤维(Csf)为吸波剂、聚酰亚胺树脂(PI)为基体、连续石英纤维(QF)为增强体的耐高温树脂基吸波复合材料,设计了多层Csf/QF/PI吸波材料并研究4~18 GHz频段范围内的常温与高温吸波性能,探讨了材料吸波性能随温度变化的原因,研究了短切碳纤维吸波剂对于QF/PI复合材料玻璃化转变温度(Tg)的影响。所制备的QF/PI复合材料DMA-Tg为319℃,经Csf改性后达340℃。在4~18GHz频段内,随着温度的升高(23℃~300℃),材料的反射率吸收峰强度先增大后减小,100℃~200℃时强度最大。