拉挤成型锚杆环氧树脂基体及复合材料杆体力学性能研究

针对高强度复合材料锚杆拉挤成型的应用需求,开发了酸酐固化环氧树脂基体。研究了树脂基体的流变性能、固化性能和浇注体力学性能,并建立了Arrhenius粘度模型来预测树脂的粘度特性。结果表明,开发的环氧树脂基体具有粘度低、工艺操作期长、固化反应放热集中等优点,树脂浇注体的拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度分别达到了74.25 MPa、4.48%、127 MPa,性能满足高强度复合材料锚杆拉挤生产工艺及性能要求。实验选取高强度玻璃纤维拉挤成型制备了直径22 mm的全螺纹复合材料锚杆,杆体的拉伸强度、横向剪切强度分别达到了1027.3 MPa、223.6 MPa,符合高强度复合材料锚杆要求。

复合材料锚杆成型用环氧树脂基体抗静电及力学性能研究

通过在树脂基体中分别加入抗静电剂(导电炭黑、导电炭纤维),开发出复合材料锚杆成型用抗静电树脂基体,制备了抗静电及力学性能优异的树脂。研究了不同用量的抗静电剂对树脂浇铸体的表面电阻和力学性能的影响。研究结果表明:当加入炭黑≥1.0份时,表面电阻满足矿用锚杆要求(表面电阻≤3×10^(8)Ω),树脂浇铸体的拉伸强度>57 MPa,冲击强度≥28 kJ/m^(2);当加入炭纤维≥1.0份时,表面电阻满足矿用锚杆要求,树脂浇铸体的拉伸强度>60 MPa,冲击强度≥24 kJ/m^(2),有较高的力学性能。以炭纤维1.0份配方为研究对象,采用差示扫描量热法和极值法研究了树脂固化反应动力学,固化反应活化能为65.8 kJ/mol。该树脂适用于拉挤成型,可应用于矿用锚杆的制备,制得的锚杆可实现长久性抗静电。

快速拉挤用环氧树脂固化动力学及动态力学性能研究

采用双酚A型和双酚F型缩水甘油醚,以甲基六氢苯酐为固化剂制备了耐热性好、强度高、适用期长的拉挤用增韧改性环氧树脂。由非等温差示扫描量热法(DSC)和动态热机械法(DMA)研究了树脂的固化反应及动态力学性能。利用Kissinger、Ozawa、Flynn-Wall--Ozawa法计算得到了反应活化能平均值为71.715 kJ/mol。采用多种机理函数进行拟合并筛选得到了固化过程最佳反应机理;由Sestak-Berggren自催化反应模型确定了相应的动力学参数(m=0.46,n=1.17,lnA=0.626),理论曲线与实验数据吻合良好。由DMA建立了CHILE(T_(g))模型,可预测不同固化度下树脂模量与温度的关系,为拉挤工艺确定及复合材料质量控制提供有效理论指导和依据。

快速拉挤用环氧树脂体系TTT图构建及应用

拉挤成型复合材料由于其质量轻、强度高、生产成本低等优点被广泛应用。拉挤成型用树脂基体是影响复合材料工艺和性能的关键因素,掌握其在成型固化过程中的凝胶化和玻璃化行为对工艺制定和提高复合材料性能具有重要意义。文中制备了快速拉挤成型环氧树脂基体,采用动态差示扫描量热仪(DSC)和半经验的唯象模型研究了树脂固化度和固化时间、温度之间的关系,绘制了等固化度曲线;采用恒温DSC得到了基于DiBenedetto经验方程的玻璃化转变曲线;通过测试树脂的凝胶点,研究了凝胶时间和温度的关系。综合上述工作绘制了拉挤树脂体系的TTT(Time-Temperature-Transition)图,由TTT图确定了拉挤速度及模具温度设置。依据确定的工艺参数制备了拉挤板材,经超声扫描和DSC测试,复合材料内部无空隙,玻璃化转变温度达到了树脂完全固化水平。

微孔聚氨酯弹性体声学材料在浮筑楼板中的应用

选用高性能微孔聚氨酯弹性体作为浮筑楼板弹性垫层,研究了弹性垫层的密度、厚度及浮筑层厚度对浮筑楼板系统撞击声隔声性能的影响。结果表明:(1)在研究范围内,弹性垫密度越小、厚度越大,固有频率越低,动刚度越小,系统的撞击声压级改善量越大,其中采用点支撑的方式,选取弹性垫层密度400 kg/m^(3)、浮筑层为厚度100 mm混凝土,系统计权撞击声压级改善量可达36 dB;(2)使用相同的弹性垫层,选用的浮筑层厚度越大,系统的撞击声压级改善量越大,其中采用满铺的方式,弹性垫层厚度10 mm、浮筑层为厚度50 mm混凝土,系统计权撞击声压级改善量为23 dB。

复杂环境高性能聚氨酯减振降噪材料创制与应用

随着城市建设、交通运输、先进装备的高效高质、自主可控、大型一体化等快速发展,对减振降噪材料的减振、降噪性能提出了更高的要求.复杂环境下高性能减振降噪材料的核心技术被国外垄断,欧美等国家已采用先进高聚物减振降噪材料解决了轨道交通、先进装备、大型建筑、国防军工等领域振动和噪声控制核心难题,我国技术远远落后国外发达国家.

橡胶核壳纳米颗粒增韧环氧树脂/酸酐体系的制备及其性能

针对拉挤成型高强度、高韧性环氧树脂基体的应用需求,采用以柔性聚丁二烯(PB)为核、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为壳的橡胶核壳纳米颗粒增韧环氧树脂。采用红外光谱、示差扫描量热分析、粘度、硬度及力学性能测试研究了增韧剂含量对树脂的固化过程及性能的影响以及环氧树脂基体与核壳纳米颗粒之间的相互作用,并采用扫描电镜(SEM)观察了拉伸试样断面微观形貌。结果表明:增韧剂对环氧树脂的固化反应没有影响,使玻璃化转变温度略有降低。增韧剂的质量分数为8%时,树脂浇铸体的增韧效果最佳,拉伸强度、断裂伸长率、冲击强度分别达到了74.08 MPa、4.55%、39.6 kJ/m~2,与纯环氧树脂相比分别提高了3.7%、53.7%、23.8%。SEM分析表明其增韧机理主要是纳米颗粒诱导应力集中,形成塑性空洞和变形,吸收大量的能量,抑制裂纹的发展,从而提高了材料的韧性。