虚拟仿真技术优化碳纤维/PMR型聚酰亚胺复合材料热压罐成型工艺

采用传统热压罐工艺制备碳纤维/PMR型聚酰亚胺复合材料时会出现高的热惯性、热场复杂不均匀、树脂固化度难确定等问题,严重影响产品质量和性能。本文提出了一种虚拟仿真优化传统热压罐工艺的交互式方案,设计集可获取真实工艺参数的传感器、实时数值模拟热压罐和网络数据库于一体的虚拟仿真系统优化热压罐工艺,获得节省工艺时间和降低损耗的高质量碳纤维/聚酰亚胺复合材料。

苯乙炔基封端PMR型聚酰亚胺树脂的制备与性能研究

使用2,3,3,′4′-联苯四酸二酐、对苯二胺和反应性封端剂4-苯乙炔苯酐,采用单体原位反应聚合法制备了设计分子量为1500的PMR型聚酰亚胺树脂PEPA-15。PEPA-15树脂溶液具有良好的室温储存稳定性,我们使用AR-2000流变仪对树脂的熔体加工性能进行了初步测试,树脂经过371℃固化后显示了优异的热稳定性,T300碳纤维增强的复合材料经371℃后固化后在动态热机械分析测试(DMA)中在450℃前储能模量没有明显变化。

高韧性PMR聚酰亚胺复合材料树脂基体的研究

本工作以ＯＤＰＡ（３，３’，４，４’－二苯醚四酸二甲酯）取代ＰＭＲ－１５中的ＢＴＤＥ（３，３’，４，４’－二苯酮四酸二甲酯）即以ＯＤＰＡ、ＭＤＡ（４，４’－二胺基二苯甲烷）、ＮＥ（降冰片烯酸酐单甲酯）作为复合材料树脂基体（简称ＯＤＰＡ－ＰＭＲ），对纤维存在下的该树脂基体的反应性及其复合材料的制备和性能测试进行了研究，实验结果在明，同ＰＭＲ－１５相比，该树脂基体具有更优的反应性，该树脂基体复合材料具有更优的层间断裂韧性。

耐371℃ PMR型含异构联苯结构的聚酰亚胺树脂及复合材料

采用活性单体原位聚合方法,由2,3,3',4'-联苯四甲酸二乙酯为芳香族二酸二酯、对苯二胺与间苯二胺混合物为芳香族二胺、降冰片稀二甲酸单乙酯为反应性封端剂制备了系列PMR型聚酰亚胺树脂。研究了树脂的化学结构及其计算分子量等对其成型工艺性能和耐热性能的影响规律。以优选树脂体系为基体与碳纤维复合制备的碳纤维增强聚酰亚胺树脂基复合材料表现出优良的耐热性能与力学性能,室温下,弯曲强度为1 560 MPa,弯曲模量为137 GPa,层间剪切强度为56 MPa,在370℃的高温下,其力学性能保持率大于50%。

PMR型增韧聚酰亚胺的制备与性能研究

制备了系列PMR型聚酰亚胺基体树脂以及碳纤维增强复合材料(HFPI),系统研究了PMR型聚酰亚胺HFPI基体树脂及复合材料性能。制备的PMR型聚酰亚胺HFPI基体树脂溶液具有良好的储存稳定性,室温下可以存放4个月,不产生沉淀;PMR型聚酰亚胺HFPI基体树脂具有良好的成型性以及优异的热稳定性,热分解温度高达540℃、玻璃化转变温度达到290℃(DMA)、热膨胀系数在40~50ppm/℃之间、较低吸水率(1.0%~1.7%)、优异力学性能;用短切碳纤维增强HFPI,基体树脂与碳纤维具有良好黏附性,制备的复合材料除了具有良好加工成型性能外,更具有优异力学性能,拉伸强度高达107.3MPa,断裂伸长率为5.73%,弯曲强度和弯曲模量分别高达159.8MPa,6.11 GPa。

CF/PMR-15 复合材料界面的湿热稳定性研究

研究了ＣＦ／ＰＭＲ－１５复合材料界面对湿热的稳定性。结果表明：水在复合材料中的扩散系数与界面粘结强度有关，经沸水浸泡后的复合材料，其ＩＬＳＳ（层间剪切强度）和界面剪切强度均有所提高；ＳＥＭ复合材料断面观察表明：力学性能的变化与纤维－基体面粘结的湿热稳定性有直接关系；最后讨论了水对界面的作用机理。

耐371℃PMR—Ⅱ型聚酰亚胺树脂化学反应特性的研究

利用TGA、DSC、IR和DMTA等现代分析手段考察了PMR—Ⅱ型聚酰亚胺树脂KH— 30 5— 5 0A(长期使用温度达 371℃ / 10 0 0h)的化学反应特性。研究结果表明 ,该含氟的耐高温树脂在加热过程中发生了一系列复杂的化学反应 ,在 115℃～ 30 0℃之间进行了酰胺化和酰亚胺化反应 ,生成了聚酰亚胺预聚体 ;2 80℃～ 4 70℃该预聚体发生加成型的交联固化反应 ,且在 370℃～ 380℃之间固化反应最快。

航空发动机用PMR聚酰亚胺树脂基复合材料

较全面地综述了PMR聚酰亚胺树脂及其复合材料的制备、性能 ,并总结了其在航空发动机上的应用情况 ,分析了目前存在的问题 。

裂解色谱法研究PMR型聚酰亚胺前体的反应过程

用裂解气相色谱法研究ＰＭＲ型聚酰亚胺前体在反应中的化学变化过程，以裂解产物醇和环戊二烯的生成率表示酰胺化或酰亚胺化及交联的程度，结果表明，酰胺化或酰亚胺化在５０℃以下不发生，在１８０～２２０℃完成，降冰片烯端基在１５０℃以下不发生交联反应，在２８０℃，１０～１８小时可完成交联反应。

一种改进的桶载入PMR四叉树算法

PMR四叉树是一种基于线性四叉树的空间数据结构,能存储任意类型的空间对象,其算法是在刷新内存中的节点到磁盘之前,把尽可能多的四叉树装入主存,关键思想是以某种方式排列输入数据使得磁盘上的部分不会被再次插入.对桶载入PMR四叉树的算法做了适当改进,使得四叉树的构造速度相对于原有的构造方法大大提高,桶载入PMR四叉树的性能有所改善,并可运用到许多基于规则划分的空间数据结构上.

加速PMR四分树构造的研究

PMR四分树空间索引结构在包含空间连接的空间数据库的查询中是很有效的,本文对桶载入PMR四分树的算法做了一些改进,即两种互补的技术:一种改进的插入算法和一种桶载入方法。该技术使得四分树的构造速度相对于传统的四分树构造方法大大提高。该方法可运用到许多基于规则划分的空间数据结构上,来加快它们的构造。

PMR内标绝对测定法检测N-羟甲基丙烯酰胺的含量

介绍了 PMR内标绝对测定法测定 N-羟甲基丙烯酰胺的含量的新方法 ,在 δ4和 δ9处有 N-羟甲基丙烯酰胺的 PMR吸收峰 ,而在 δ7附近却没有吸收峰 ,所以可以用苯作为内标物 (其吸收峰在 δ7.3) ,同时丙酮作为溶剂 (它的所有的吸收峰都小于 δ4 ,不能检测出来 ) ,这样就选择 CH2 OH 的吸收峰进行测定。溶剂峰、杂质峰和 N-羟甲基丙烯酰胺以外的其它峰不会干扰内标物苯和 CH2 OH 的吸收峰。作者以作了方法的精确度测定 ,结果满意 。

PMR四叉树空间索引优化的应用研究

PMR四分树空间索引结构在包含空间连接的空间数据库查询中是很有效的,本文对桶载入PMR四分树的算法做了一些改进,即两种互补的技术:一种改进的插入算法和一种桶载入方法。实验结果表明该算法使得四叉树的构造速度相对于原有的构造方法大大提高,桶载入PMR四叉树的性能有所改善,并可运用到许多基于规则划分的空间数据结构上。

C/PMR-15基体表面WC-Co涂层制备及性能研究

采用超声速火焰喷涂工艺,在预黏结Kevlar-49纤维布的C/PMR-15基体上制备了WC-Co涂层。结果表明预黏结Kevlar-49纤维布后所得的WC-Co涂层连续致密,这主要是由于Kevlar-49纤维布表面具有凸凹起伏的特征,为涂层粒子沉积提供了有利条件。经260℃至室温的热冲击300次后,涂层未出现明显剥落,原始裂纹基本无扩展现象,这主要是由于Kevlar-49纤维布具有较好的应力缓和功能。

C/PMR-15基体表面WC-Co涂层制备及性能研究

采用超声速火焰喷涂工艺,在预黏接Kevlar-49纤维布的C/PMR-15基体上制备WC-Co涂层。结果表明:预黏接Kevlar-49纤维布后所得的WC-Co涂层连续致密,这主要是由于Kevlar-49纤维布表面具有凸凹起伏的特征,为涂层粒子沉积提供了有利条件。经260℃至室温的热冲击300次后,涂层未出现明显剥落,原始裂纹基本无扩展现象,这主要是由于Kevlar-49纤维布具有较好的应力缓和功能。

由混合封端剂制得的PMR聚酰亚胺

六十年代中期,由于航空航天技术的发展,迫切需求能用于大型机架结构的高性能复合材料。原有的C-型聚酰亚胺虽然可以承受316℃高温,但因在成型加工过程中有缩合水和残留溶剂放出的现象,即使在高压下进行成型加工,也不能制得无气隙的结构复合材料。因此,人们把主攻方向放到A-型聚酰亚胺的研究开发方面。A-型聚酰亚胺是由不同封端剂封端的低分子量齐聚物。这种聚酰亚胺的特点是:对增强材料浸润性好;在成型加工中通过加成反应机理完成交联固化反应;不放出低分子挥发性气体,因而可以制得无气隙的高性能结构复合材料。目前主要的A-型聚酰亚胺有NA酸酐封端的PMR聚酰亚胺、乙炔基封端的聚酰亚胺和双马来酰亚胺。

ODPA/PMDA共聚PMR聚酰亚胺树脂

用ODPA取代PMR-15中的BTDA,并在二酐中加入PMDA,通过共聚方法合成了ODPA/PMDA-MDA共聚PMR聚酰亚胺树脂系列。通过试验对树脂的溶液粘度、工艺性能、固化后的热氧化稳定性和弯曲性能进行了表征,并探讨了树脂结构与性能的关系。实验结果表明:树脂溶液粘度随分子量增大而增大,随PMDA含量增加而减小;树脂的Tg随分子量增大而降低,随PMDA含量增大而升高;树脂的软化温度随分子量和PMDA含量的增大而提高;而树脂的热失重温度和弯曲性能变化则较复杂。

BTDE/PMDE共聚PMR聚酰亚胺树脂研究

根据分子结构决定性能的原理在PMR-15体系的基础上引入共聚单体PMDE,通过共聚方法合成了一系列BTDE/PMDE共聚PMR聚酰亚胺树脂。探讨了树脂粘度、冲击强度和热氧化稳定性与分子结构的关系规律,并对优化树脂体系通过TGA、DSC和DMTA等手段进行了表征。实验表明随着分子量的增大,树脂粘度增大,热氧化稳定性提高,冲击强度先增大后减小;随PMDE含量的增大,树脂粘度和冲击强度降低,热氧化稳定性提高。

三维碳纤维机织物增强PMR型聚酰亚胺复合材料的成型与性能研究

使用PMR型聚酰亚胺预聚物溶液和三维碳纤维机织物预制件制作了三维机织物增强PMR型聚酰亚胺复合材料。通过对制备的PMR型聚酰亚胺预聚物的红外特征光谱(FT-IR)的分析和熔融流变性能的测试,设计优化了一种"两步浸渍热压法"制作三维机织物增强PMR型聚酰亚胺基复合材料,对复合材料的内部结构、热性能以及力学性能进行了表征与测试。

温度对Ti/Cf/PMR超混杂层板力学性能的影响研究

采用热压法制备了新一代Ti/Cf/PMR超混杂层板复合材料,研究了该超混杂层板材料在室温120℃、170℃、220℃及300℃等服役条件下的拉伸、层剪和弯曲等常规力学性能,并分析其损伤破坏机理。实验结果表明:钛板TA2经过喷砂处理后表面粗糙度增加,这样有利于提高超混杂层板的界面结合性能。Ti/Cf/PMR超混杂层板在室温下具有优良的力学性能,抗拉强度可达1 013.72 MPa,层间剪切强度可达65.08 MPa,同时弯曲强度可达965.51 MPa。随着试验温度的升高,该超混杂层板的力学性能呈现下降趋势。当实验温度升高到300℃,该层板的拉伸强度、层间剪切强度和弯曲强度保留率分别约为40%、34%和58%。