HT280双马来酰亚胺树脂真空热循环下的蠕变行为EI北大核心CSCD

对HT280双马来酰亚胺树脂进行真空热循环处理,分别测试了真空热循环前后树脂的质损率、红外光谱、动态力学性能和蠕变性能。结果表明,随着真空热循环次数的增加,树脂的质损率先迅速升高后趋于平缓。红外光谱基本无变化。动态力学热分析(DMA)表明真空热循环初期树脂发生了后固化,循环次数超过101次后出现了明显的物理热老化。随循环次数的增加,蠕变性能的变化可以归因于真空析气、后固化和物理热老化的综合作用。采用时间硬化模型和Kelvin模型对真空热循环处理前后试样的蠕变行为进行了分析,发现时间硬化模型能有效地描述HT280双马来酰亚胺树脂的蠕变行为。     

高温老化对T700/HT280双马来酰亚胺复合材料疲劳性能的影响

以多向铺层碳纤维增强双马来酰亚胺(T700/HT280)复合材料和双马来酰亚胺(HT280)树脂为研究对象,采用刚度降的方法研究高温老化对复合材料抗疲劳性能的影响。测量了复合材料和树脂的质损率,并利用FTIR、超声C扫描和动态力学热分析仪(DMA)对高温老化前后材料的化学结构、内部损伤、动态力学行为进行了分析。实验结果表明,随着高温老化时间的延长,两种材料的质损率均呈现先迅速增加后缓慢增加的变化规律。经历长期高温老化后,树脂发生了热氧老化。HT280树脂动态力学性能的变化归因于后固化与热老化效应,T700/HT280复合材料则归因于后固化、热老化和界面脱粘的综合作用。高温老化后T700/HT280复合材料刚度下降的速率与幅度明显小于原始态,表明高温老化后复合材料的后固化与热老化的强化效应明显,导致其抗疲劳性能有一定的提高。     

真空热循环对碳/双马来酰亚胺复合材料低速冲击性能的影响

对T700/HT280复合材料进行真空热循环处理(-140～180℃,10~(-3) Pa),分别测试真空热循环处理前后复合材料的质损率、动态力学性能和低速冲击性能。采用宏观目视、超声C扫描和有限元分析对低速冲击损伤状况进行分析、表征和模拟。结果表明,随真空热循环次数的增加,由于发生析气效应,T700/HT280复合材料及基体树脂的质损率先急剧升高然后趋于平缓。经历真空热循环处理后T700/HT280复合材料出现了一定程度的后固化、热老化和局部界面脱粘。低冲击能时主要损伤模式为基体树脂受到压缩,高冲击能时主要损伤模式转化为基体开裂、复合材料分层。有限元模拟结果与实验结果吻合。随冲击能量的增大,复合材料吸收能增加。冲击能量为30～40 J条件下,吸收能可以有效地表征出真空热循环对复合材料的环境损伤效应。     

湿热环境作用下HT280双马来酰亚胺树脂的蠕变性能与模型

在80℃/85%RH湿热环境下对HT280双马来酰亚胺树脂进行了环境老化处理,分别测试了湿热老化前后树脂的吸湿率、红外光谱、试样断口形貌特征、动态力学热性能和蠕变性能。结果表明,随着湿热老化时间的延长,树脂的吸湿率先快速增加,后趋于平缓。经历湿热老化前后的树脂蠕变曲线均呈速率衰减变化趋势。树脂蠕变性能的变化归因于树脂网链伸长导致的储能模量增加和湿热物理老化的综合作用。通过3种模型对实验数据进行了拟合,发现三参数时间硬化模型的蠕变拟合效果最好;Poynting-Thomson模型次之;Kevin模型拟合精度较差。三参数时间硬化模型能够较好地预测蠕变曲线,对长时间树脂蠕变的研究有一定的帮助。     

空气热循环对T700/双马来酰亚胺复合材料低速冲击性能的影响

对碳纤维(T700)/双马来酰亚胺(HT280)复合材料进行了空气热循环实验(-60~180℃),分别测试了经历空气热循环前后材料的低速冲击性能和质损率,利用超声C扫描对冲击后材料内部损伤状况进行了分析。实验结果表明:随空气热循环次数的增加,质损率先迅速升高然后趋于平缓。随低速冲击能量的增大,空气热循环前后试样的平均损伤区域面积呈增加趋势,其破坏模式会发生明显变化。在相同低速冲击能量下,经历空气热循环试样的平均损伤区域面积和吸收能均大于原始态试样的。     

真空热循环对单向M40J/5228A复合材料质损率和线膨胀系数的影响

对单向M40J/5228A复合材料进行了真空热循环试验 ( 93~413 K,10-5Pa)。分别测试了经不同次数真空热循环后材料的质损率及线膨胀系数。通过所建二维细观损伤模型分析了真空热循环次数对材料线膨胀系数曲线影响的原因。试验结果表明,随真空热循环次数的增加,质损率增大,并经约48次真空热循环后趋于平缓;横向线膨胀系数随温度升高而线性增大,真空热循环次数对其没有影响;纵向线膨胀系数在原始状态时随温度升高而线性减小,经113次真空热循环后表现出先下降后上升的非线性特征,真空热循环次数对纵向线膨胀系数的影响,与界面脱粘程度和残余应力的消除密切相关。      

高温环境作用下T800碳纤维/AC631双马来酰亚胺复合材料的疲劳行为

在200℃高温环境下对多向铺层T800/AC631双马来酰亚胺复合材料进行了长时间暴露处理,测试了复合材料的质损率、动态力学性能和拉伸强度。根据拉伸强度确定疲劳应力水平,并测试了高温环境处理前后材料的疲劳性能。采用宏观目视和超声C扫描对复合材料疲劳损伤状况进行了表征和分析。结果表明,随着高温环境处理时间的延长,复合材料的质损率先迅速增加再缓慢增加。复合材料动态力学性能的变化归因于高温环境处理后的复合材料发生了一定程度的后固化、物理老化和界面局部脱粘。高温环境处理1000 h后,复合材料出现了轻微损伤,其疲劳寿命与原始态相比明显下降。复合材料的疲劳破坏模式主要为纤维断裂和铺层分层开裂。经历高温环境处理的T800/AC631复合材料的刚度明显下降,迟滞回能环轴线斜率和面积减少,表明复合材料出现了明显的高温老化损伤。     

真空热循环对M40J/环氧复合材料力学性能的影响

分别测量了经不同次数单向真空热循环试验(93～413 K,10-5Pa)后M40J/5228A复合材料的拉伸强度、弯曲强度和层剪强度,研究了真空热循环对M40J/环氧复合材料力学性能的影响.结果表明,随着真空热循环次数的增加,90°和0°拉伸强度下降,并分别于48次和40次真空热循环后趋于平缓.弯曲强度随着真空热循环次数的增加表现出先上升后下降再趋于平缓的特征,而层剪强度变化不大.90°和0°拉伸强度的变化与界面脱粘程度密切相关.弯曲强度变化主要反映真空热循环时树脂基体后续固化效应的影响.层剪强度变化是界面脱粘与树脂基体后续固化两种因素综合作用的结果.     

真空热循环对空间级缩合型硅橡胶拉伸性能的影响

对空间级缩合型硅橡胶KH－X－B进行了真空热循环试验（123－403K，10^-5Pa），测试了热循环前后材料的质损率，拉伸性能，热膨胀性能，讨论了循环过程中的应变滞后效应和附加残余应变以及它们对材料的强化作用，结果表明，材料质损率随循环次数增加而提高后趋于平缓，室温及高温拉伸强度随循环次数的增加是先增强而后下降，循环过程中发生应变滞后现象，且第一次循环后产生附加残余应变，206次循环后残余应变消失，材料强化，400次循环后重新产生残余应变，材料强度下降。     

典型双马来酰亚胺树脂固化动力学模型的研究

对由二苯甲烷双马来酰亚胺与二烯丙基双酚A体系制得的典型双马来酰亚胺树脂体系的固化动力学模型进行研究,目前国内绝大多数双马来酰亚胺树脂体系都是在此基础上改性得到的。并采用DSC方法研究典型双马来酰亚胺树脂的固化过程,用恒温和动态两种方法分析其固化反应。根据自催化与n级反应方程,采用least-squares方法和Kissinger方法进行数据处理,建立该树脂体系的固化动力学模型并确定其固化动力学参数,此模型与实验结果具有良好的吻合性。同时该模型揭示了典型双马来酰亚胺树脂体系的固化反应是按不同机理分段进行的,在反应过程中由自催化模型转变为n级反应模型。此模型为合理的研究双马来酰亚胺树脂体系的工艺参数,保证产品质量以及工艺优化提供了必要的前提条件。      

双马来酰亚胺复合材料Z-pin制备及性能研究

采用拉挤成型工艺制备了一种基于双马来酰亚胺树脂的微径炭纤维复合材料细杆(Z-pin),通过差示扫描量热方法(DSC)研究了双马来酰亚胺树脂的固化反应特性,并由此确定其拉挤工艺参数.通过动态热机械分析仪测定了双马来酰亚胺树脂的玻璃化转变温度,结合复合材料Z-pin纤维体积含量及层间剪切强度对比分析发现,双马来酰亚胺树脂基...     

碳纤维增强双马来酰亚胺树脂预浸料铺覆黏性及其储存老化行为

将碳纤维增强双马来酰亚胺树脂预浸料CCM40J/HT-280分别置于4种储存环境（真空、N₂、O₂、空气）进行室温老化实验,研究了预浸料铺覆黏性与储存环境和老化时间的关系,对不同环境下黏性失效前后的样品进行了DSC、流变、红外光谱分析。针对不同黏性级别的预浸料,采用热压罐成型工艺制备了复合材料层合板,对层合板内部成型质量及复合材料力学性能进行了研究。结果表明,真空和N₂环境储存下的CCM40J/HT-280预浸料黏性失效周期相比于O₂与空气中的样品延长约40%。DSC和流变测试结果表明,老化后树脂的交联程度大于新鲜树脂,树脂最低黏度也显著增大,O₂环境下的样品表现的更为明显;对红外光谱特征峰分析表明,O₂环境储存条件下树脂交联反应程度高于真空环境,说明O₂对双马来酰亚胺树脂室温下的老化具有促进作用。黏性失效的预浸料制备的CCM40J/HT-280复合材料内部多为层间或层内的密集孔隙,其弯曲强度下降约13.0%、弯曲模量下降约6.5%,层间剪切强度下降约10.7%。      

湿热-高温循环老化对碳纤维增强双马树脂基复合材料界面性能的影响

采用层间剪切的测试方法,研究了湿热-高温循环老化对碳纤维双马树脂基复合材料界面性能的影响,分析了复合材料的质量变化过程以及不同循环老化次数下的层间性能、表面和断口形貌、动态力学性能及红外谱图。结果表明,随着湿热老化次数的增加,饱和吸湿率逐渐增大后又减小,但达到吸湿饱和所用时间逐渐缩短;随着高温老化次数的增加,老化前期的质量损失速率降低得不多,但最终的质量损失率有着小幅度的升高。湿热-高温循环老化导致了纤维与基体间的界面破坏,但层间剪切强度降低的幅度不大,有着较高的保持率。随着循环次数的增加,每次湿热老化后的Tg都较前一次有所升高,但在每次高温老化后的Tg都相差不大。高温老化在循环老化过程中起主导作用,期间发生了热老化效应和氧化反应。     

高韧性双马来酰亚胺树脂的固化反应动力学和TTT图

采用动态DSC法,研究了高韧性双马来酰亚胺树脂的固化反应动力学。根据Kissinger方程和Crane方程,拟合得到双马来酰亚胺树脂的固化动力学参数,建立了该树脂的唯象模型。采用恒温DSC法,根据DiBenedetto方程,建立了双马来酰亚胺树脂的玻璃化转变温度与固化度之间的函数关系。采用凝胶盘法,获得了该树脂在不同温度下的凝胶时间,建立了凝胶时间和凝胶温度之间的函数关系,得到了树脂的时间-温度-转变（TTT）图。根据TTT图对复合材料的固化工艺进行优化。结果表明:预浸料在150℃恒温0.5 h后加压0.6 MPa,树脂具有一定的流动性,可制备内部质量完好的复合材料。      

差示扫描量热法研究改性双马来酰亚胺的固化过程

用差示扫描量热法(DSC) 研究了CDR-9418 双马来酰亚胺树脂的固化过程, 用动态和静态两种方法分析了其固化反应过程, 发现有两个固化反应放热峰, 并用T-Φ 外推法确定了凝胶温度、固化温度和后固化温度等固化工艺参数。      

改性聚双马来酰亚胺玻纤压塑料及真空泵旋片的研制

本文介绍了一种改性聚双马来酰亚胺树脂，并用ＤＳＣ、ＤＴＡ和ＴＧＡ研究了其热固化行为和耐热性。用此树脂作成的玻纤压塑料具有良好的物理机械性能和较低的成本。用此压塑料作直联式真空泵 的旋片，取得了较为满意的结果。     

双马来酰亚胺-聚醚砜复相树脂固化与相行为

采用非等温DSC研究了双马来酰亚胺-聚醚砜（BMI-PES）复相树脂体系的固化行为和固化动力学,根据Kissinger方程计算BMI-PES复相树脂固化的表观活化能和指前因子,利用Crane方程计算反应级数,得到反应动力学方程,进行了实验固化度与理论固化度对比验证,通过SEM研究BMI-PES复相树脂微观相结构随固化温度和时间的演化规律。树脂固化行为显示:BMI-PES复相树脂固化反应存在自催化现象,PES参与了BMI固化;随着升温速率增大,BMI-PES复相树脂固化特征温度均向高温移动,但固化热焓基本不变;随着PES添加量增多,反应速率增大,BMI-PES复相树脂固化热焓降低,而峰值固化温度无变化。固化动力学研究表明:随着PES添加量增多,BMI-PES复相树脂固化表观活化能增大,但指前因子和反应级数无变化,固化为一级反应;BMI-PES树脂在200℃固化时,反应前期固化度实验数据与理论值吻合度很高。SEM结果表明,BMI-PES树脂经180℃固化处理后产生了相反转结构。      

不同热氧环境对T800碳纤维/环氧树脂复合材料力学性能的影响EI北大核心CSCD

不同热氧环境(70,130,190℃)对碳纤维复合材料的性能有着重要的影响。分析了不同热氧环境下T800碳纤维/环氧树脂复合材料的失重特性,并对比了老化前后的表面形貌、红外光谱、动态力学性能和层间剪切性能。结果表明:在热氧老化初始阶段,质损率急速上升,老化温度越高质量损失越快;试样表面形貌随热氧温度的升高其破坏程度逐渐加剧,在190℃老化后,纤维表面树脂脱落严重,纤维与纤维之间出现裂缝空隙,无树脂填充,在此老化温度下,试样发生了不可逆化学变化;试样的玻璃化转变温度会随老化温度的升高而变大,但内耗呈现先降低后增大再降低的趋势,在70,130,190℃热氧老化后试样剪切强度分别提高6.0%,13.7%和2.1%。相关实验结果和实验现象可为后续研究新型国产T800碳纤维/环氧复合材料提供数据参考。     

热氧老化对纬编双轴向多层衬纱织物增强复合材料力学性能的影响

通过改变预制体结构衬纱取向的方法制备了几种含不同剪切角的纬编双轴向多层衬纱(Multilayered biaxial weft knitted,MBWK)织物增强复合材料。基于Arrhenius模型和Ozawa法设计了热氧老化试验,采用力学性能测试、DSC、FTIR和DMA测试对老化前后的试样热-物理性能进行了表征。实验结果表明：预制体的纱线剪切角不同,其复合材料受热氧老化后力学性能的保留率也显著不同,由于乙烯基酯树脂在热氧老化环境中会发生后固化现象,因此复合材料的弯曲模量在老化过程中呈现先增加后下降的趋势,而拉伸性能则受到增强体结构的影响,纤维/基体界面的结合力退化使拉伸模量在老化过程中持续下降;随着老化时间的延长,树脂的固化度逐渐增加,玻璃化转变温度T_g逐渐升高,储能模量峰值在老化初期由于分子链交联上升,老化后期分子链断裂占据主导作用致使峰值逐渐下降。     

纳米石墨薄片的修饰及对双马来酰亚胺树脂性能影响

通过扫描电镜（SEM）和差示扫描量热（DSC）对纳米石墨薄片修饰前后的微观结构和对双马来酰亚胺树脂固化性能影响进行分析,实验得出纳米石墨薄片的修饰有利于其在树脂中的分散性能,并且纳米石墨薄片具有50～100nm厚度,仍保持着网状多孔结构;另还发现纳米石墨薄片改变了双马来酰亚胺树脂的玻璃转化温度和固化性能,还发现纳米石墨薄片与修饰的纳米石墨薄片对树脂性能影响不同。