PMI泡沫夹芯复合材料湿热老化性能研究

通过对夹芯结构复合材料湿热老化性能的研究,探究环境对夹芯结构复合材料性能的影响。实验中采用了聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)、玻璃纤维增强环氧树脂(SW110C/608)复合材料面板制备了PMI泡沫夹芯结构复合材料,研究了PMI泡沫夹芯结构复合材料的耐湿热老化特性,并讨论了湿热对PMI泡沫夹芯结构复合材料的压缩性能以及弯曲性能的影响。结果发现,PMI泡沫夹芯结构复合材料浸泡在水中时的饱和吸湿时间为30d,饱和吸水率为4.08%,通过Fick第二扩散定律发现水分子在PMI泡沫中的扩散系数为水分子在面板扩散系数的29.29倍,由于水分子的增塑作用以及浓度梯度扩散的影响,湿热处理后的PMI泡沫夹芯复合材料的平压强度下降了32.86%,侧压强度下降了16.73%,弯曲强度下降了23.94%。     

中温固化高性能环氧树脂碳纤维复合材料性能研究

对制备的中温固化高温使用环氧树脂体系的工艺性能及其碳纤维复合材料力学性能进行了测试和分析。研究结果表明,该树脂具有良好的韧性,其预浸料可与蜂窝直接共固化,夹层结构抗滚筒剥离强度高。其碳纤维复合材料力学性能满足指标要求,并具有较好的耐湿热性能,玻璃化转变温度高,耐热性能较好。     

含噁唑结构固化剂的分子动力学模拟研究

首先利用分子模拟技术建立了缩水甘油醚双酚A环氧树脂/二胺基苯并噁唑(E/ABO)固化环氧树脂体系的简单分子模型,并利用这些模型在计算机上对树脂体系的玻璃化转变温度进行研究,同时利用实验进行验证.结果表明,利用分子模拟技术可以很好地预测环氧树脂固化体系的玻璃化转变温度;同时新开发的E/ABO环氧树脂固化体系的玻璃化转变温...     

NH-POSS基耐高温环氧树脂的制备及动力学分析

环氧树脂耐高温基体在航空航天、特种涂料、电气及半导体电子等高新技术领域得到了广泛的应用。环氧树脂的性能在很大程度上受环氧树脂固化剂的影响,对比了三种不同胺固化剂对环氧树脂固化的影响,结果显示实验室自制的NH-POSS固化剂优于脂肪族和芳香族类胺固化剂,NH-POSS固化剂可以提高整个固化体系的耐高温性能,使其玻璃化转变温度高达234℃,是一种耐高温树脂。采用n级反应理论的动力学模型,并对热力学数据进行分析,拟合出了NH-POSS环氧树脂体系的固化工艺条件,为NH-POSS固化环氧树脂的加工工艺提供了理论依据。     

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。     

RTM工艺用室温可固化环氧树脂体系性能研究

选取了三种低黏度且可以室温固化的环氧树脂体系:QC350A/B,1564/HY3487,EV6620/HVC188,表征了树脂体系的流变性能、室温固化固化度及固化物弯曲性能。结果表明:三种环氧树脂体系在20~50℃有适于树脂传递模塑(RTM)工艺的低黏度操作平台;室温固化2周内固化度可达到90%,可以完成室温固化;室温固化21 d弯曲强度与高温后处理试样相当,弯曲弹性模量优于高温后处理试样,室温固化能够满足使用性能要求。     

有机硅磷杂化改进环氧树脂耐热性、韧性和阻燃性的研究

将聚甲基三乙氧基硅烷（PTS）与一种合成的含磷硅烷偶联剂以一定配比进行反应,所得改性剂添加到双酚A环氧树脂E51/酚醛树脂固化体系中,对改性环氧树脂固化产物的玻璃化转变温度、热失重、冲击强度、拉伸强度、极限氧指数进行了测试,并对固化产物的表面形貌进行了SEM观察。结果表明,在保持拉伸强度基本不变的同时,改性环氧树脂固化物的玻璃化转变温度、高温热稳定性、冲击强度、极限氧指数均有不同程度提高,使改性环氧树脂的性能得到综合提升。     

端羟基聚醚改性环氧树脂研究

合成了不同分子量(450,1200,2000)的端羟基聚醚(mPEG)改性双酚A型环氧树脂,通过DSC、动态热机械分析(DMA)研究了mPEG/EP的固化反应活性及改性环氧树脂酸酐固化体系的热性能与冲击性能进行了研究,并用扫描电子显微镜(SEM)分析了冲击试样断面。结果表明,改性体系的固化反应活性略有降低;在mPEG含量为15%时固化体系的冲击韧性都达到最大值;改性环氧树脂固化体系的玻璃化转变温度(Tg)随mPEG的含量增大有所降低,且相同质量下mPEG分子量越小下降幅度越大。     

可固化性环氧-丙烯酸酯聚合物压敏胶的研究

在丙烯酸酯类单体的乳液聚合过程中加入环氧树脂,可以制得可固化性乳液压敏胶.研究了环氧树脂含量、聚合物的玻璃化温度、聚合工艺等因素对压敏胶主要性能的影响,并通过对交联度的测量,确认了环氧树脂参与聚合交联的事实.实验得出:采用核-壳聚合工艺、当环氧树脂的含量为30%(wt)、共聚物玻璃化温度为243.15K时,制得的可固化性乳液压敏胶的初黏力为9号球,固化后对铝合金的粘接强度可达10MPa.     

环氧树脂/聚酰胺体系固化动力学和TTT图绘制

在环氧树脂中加入自制的聚酰胺固化促进剂制得固化体系,采用动态DSC研究了该固化体系的固化动力学,建立了固化动力学的唯象模型。研究了等温条件下固化度、温度和时间的关系及固化度和玻璃化转变温度之间的关系。通过平板拉丝法研究了凝胶时间和凝胶温度之间的关系,并通过回归得到固化体系凝胶时的固化度和玻璃化转变温度,在此基础上绘制了该固化体系的温度-时间转换图(TTT图)。     

环氧树脂/铝界面湿气老化性能的分子模拟

着眼于环氧树脂和泡沫铝界面的湿热老化性能,通过分子动力学模拟研究了界面中的湿气对界面能量的影响。本文建立了一系列分子动力学模型,模型中包含了环氧树脂高分子网络和铝原子以及不同含量的水分子。水分子的质量与环氧树脂的质量比变化范围为0~12.5%,模拟温度保持在370K,以此来模拟相似的加速老化试验中的环境温度。模拟计算在不同湿气水平下进行,通过预先设定NVT系综的湿气浓度值来实现。从模拟计算中,发现了环氧树脂体系的非键能出现了显著降低,这与环氧树脂与铝金属基体的界面能量随着水分子的增加急剧变弱有很好的一致性。     

变电站组合电器用胶粘剂的制备与性能研究

制备4种不同组分的变电站组合电器用环氧树脂胶粘剂,研究了不同胶粘剂成分配比试样的力学性能和热力学性能,考察了乙烯-醋酸乙烯共聚物加入量对EVA-环氧树脂自愈合胶粘剂弯曲强度和玻璃化转变温度的影响。结果表明,在环氧树脂Ts中加入高温固化剂有助于提升环氧树脂的拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度、玻璃化转变温度,降低环氧树脂的拉伸模量、弯曲模量;添加发烟二氧化硅后环氧树脂的拉伸强度、弯曲强度、拉伸模量、玻璃化转变温度会有所减小,断裂伸长率有所增大;加入EVA的EVA-环氧树脂自愈合胶粘剂的弯曲强度、玻璃化转变温度进一步减小;但仍然高于环氧树脂Ts。随着EVA-环氧树脂自愈合胶粘剂试样中EVA质量分数的增加,试样的弯曲强度逐渐减小。当EVA质量分数为5%时,试样具有最大的弯曲强度;而EVA质量分数对环氧树脂胶粘剂热力学性能影响较小。     

硅磷杂化物/环氧树脂固化物的性能研究

以γ-环氧丙氧基三甲氧基硅烷(KH-560)与磷酸反应合成了一种含磷硅烷偶联剂,将这种含磷硅烷偶联剂与硅溶胶按一定配比进行水解缩聚反应,得到一种硅磷杂化物,将该硅磷杂化物引入到双酚A环氧树脂(E-51),以4,4′-二氨基二苯基甲烷为固化剂,制备了硅磷杂化物/环氧树脂固化物。对该固化物的玻璃化转变温度、热失重、拉伸强度、极限氧指数(LOI)进行了测试。结果表明,该固化物玻璃化转变温度,700℃残炭量以及LOI均比纯环氧树脂固化物高,拉伸强度却下降较少。当硅磷杂化物的添加量占环氧树脂质量的50%时,该固化物的玻璃化转变温度可以达到178℃,极限氧指数可以达到28.2,与纯环氧树脂固化物相比,分别提高了18℃和25%。与纯环氧树脂固化物相比,该硅磷杂化物/环氧树脂固化物具有较好的阻燃性及热稳定性。     

液体橡胶增韧改性中温固化环氧树脂研究及其碳纤维复合材料制备

通过测试端羟基丁腈橡胶-环氧树脂预混物在体系中的不同比例，发现预混物加入42.9%时，其增韧效果最佳，树脂拉伸强度、弯曲强度和断裂伸长率分别提升148.8%、159.4%和264.8%,树脂及其复合材料的玻璃化转变温度分别为132.8℃和138.9℃,并制备得到工艺性和力学性能较好的复合材料。通过动态DSC法，研究了增韧环氧树脂的固化反应动力学，并建立了该树脂的固化度-温度-时间三者关系的理论模型。采用拉丝法，拟合得到凝胶时间和温度之间的关系曲线，为环氧树脂及其预浸料的成型工艺提供理论指导。     

环氧树脂改性氰酸酯树脂的研究进展

综述了采用环氧树脂(EP)增韧改性氰酸酯(CE)树脂的共聚反应机理、固化产物的性能和复合材料的性能。CE在水分或残留的酚及金属离子等作用下自聚生成三嗪环,接着与EP反应生成口恶唑烷酮。CE改性后树脂的韧性和弯曲强度提高,而玻璃化温度和耐热性下降很少,且固化产物耐湿热性能和介电性能基本维持不变。     

笼型环氧GM-POSS改性双酚-A环氧树脂的固化动力学与热性能

为降低笼型倍半硅氧烷环氧树脂的官能度,合成了一种含有部分甲基的笼型倍半硅氧烷环氧树脂(GM-POSS),其结构以六面体的T8结构为主.用DSC、TG、TBA和x-射线能谱仪研究了GM-POSS/双酚-A环氧共混物与甲基四氢苯酐(MeTHPA)的固化性能及热性能.结果表明2种环氧可共同固化,固化反应的平均活化能Ea为71.10 kJ/mol,反应级数为一级;固化树脂的玻璃化转变温度、热分解温度及热残余量均随GM-POSS加入量的增加而升高.     

有机硅改性酚醛型环氧固化剂及其固化产物性能的研究

通过聚甲基三乙氧基硅烷(PTS)与环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷缩合产物对线型酚醛树脂进行接枝改性,并将其改性产物用于固化环氧树脂。通过制备一系列不同比例改性酚醛树脂并分别与环氧树脂固化。所得的环氧固化产物进行冲击强度、玻璃化转变温度、热失重等测试,结果表明,改性固化产物比未改性固化产物玻璃化转变温度提高了约30℃,冲击强度最高提高了36.6%,高温热稳定性也显著增强。改性产物实现了热稳定性和韧性的综合提升。     

含三聚氰胺有机硅杂化物的环氧树脂性能研究

利用羟甲基化三聚氰胺和γ-环氧丙氧基三甲氧基硅烷反应制备了三聚氰胺有机硅杂化物,并用FTIR、29S iNMR对其结构进行了表征。然后将其与环氧树脂共混固化,对固化物热性能、阻燃性、力学性能进行了分析。结果表明,该三聚氰胺有机硅杂化环氧树脂固化物不仅保持纯环氧树脂玻璃化转变温度,而且在空气和氮气中的热失重分析显示,高温区域的热稳定性及残碳率比纯环氧树脂高;三聚氰胺有机硅杂化环氧树脂固化物的极限氧指数达到30.2,与纯环氧树脂相比,该固化物的极限氧指数提高了43%左右,抗冲击强度有较大幅度的提高,当三聚氰胺有机硅杂化物的添加量为环氧树脂质量的5%时,环氧树脂固化物的抗冲击强度达到20.3 kJ/mol;扫描电子显微镜照片显示三聚氰胺有机硅杂化环氧树脂的韧性较纯环氧树脂有很大提高。     

有机硅改性双酚F环氧树脂热性能研究

以TMA和TGA研究了含酚羟基的有机烷氧基硅烷及3,3′,3″-三羟基苯氧基硅烷三缩水甘油醚等多种自行设计、合成的有机硅改性剂改性双酚F环氧树脂的热性能。研究结果表明,有机硅可降低改性树脂的线胀系数,但端环氧基脂肪族聚硅氧烷及含酚羟基的二官能度有机硅的加入均使固化物玻璃化温度降低10℃以上;含环氧基的多官能度有机硅改性剂3,3′,3″-三羟基苯氧基硅烷三缩水甘油醚的加入可使线胀系数降低约20%,内应力指数降低约20%,抗开裂指数提高50%以上,固化物玻璃化温度基本不变,热分解温度有较大幅度的提高,是一种理想的环氧树脂增韧改性剂,可用于电子封装等行业用环氧树脂的改性。     

基于松香酸酐的生物质树脂基体湿热性能研究

研究了室温和70℃条件下松香酸酐生物质树脂基体(AGMP3600)在蒸馏水和海水中的吸水性能,通过经典Fick模型模拟了树脂基体的水吸收过程,并与双氰胺固化环氧树脂基体(AP2300)的吸水性能进行了对比,对吸水前后试样的动态力学性能及微观形貌进行了分析。结果表明AGMP3600具有较好的耐水性能,在70℃海水环境中的准平衡吸水率为2.01%,扩散系数为1.77×10~(-6) mm~2/s,AP2300准平衡吸水率为6.60%,扩散系数为0.46×10~(-6) mm~2/s。AGMP3600浇注体储能模量随浸泡时间增加先下降后上升,力学损耗对应的峰值温度(T_g)随浸泡时间增加略有降低;AP2300浇注体随树脂浸泡时间增加,储能模量和玻璃化转变温度T_g都有所下降。由显微金相照片可看出水吸收对AGMP3600树脂微孔破坏程度小,而AP2300树脂由于水吸收率高,微孔孔隙增大、增多。