高导热沥青基碳纤维/环氧树脂复合材料的制备及导热性能研究

利用液相浸渍/排布-铺层-热压制备工艺制备了高导热沥青基碳纤维/环氧树脂复合材料。研究了沥青基碳纤维种类、碳纤维排布方向、温度变化对碳纤维/环氧复合材料导热性能的影响。结果表明,制备的山西煤化所沥青基碳纤维/环氧复合材料的导热系数达到了322 W/(m·K),远高于常规碳纤维复合材料的导热系数。另外,碳纤维复合材料纤维轴向的导热系数远远高于垂直于纤维轴向的导热系数。温度对碳纤维复合材料也有一定的影响。研究结果将为碳纤维复合材料的制备和应用提供借鉴。     

碳纤维/改性环氧树脂复合材料的制备与表征

采用手糊成型工艺制作碳纤维复合材料(CFRP),选用T-700碳纤维为增强体,用气相氧化法对其进行表面处理,选用双马来酰亚胺(BMI)改性的耐高温环氧树脂为树脂基体。结果表明,碳纤维经过表面处理后,其表面与基体树脂的接触角由116.8°下降到50.5°,并且表面出现条纹沟槽,改善了碳纤维表面对基体树脂间的界面性能。同时,玻璃化转变温度提高了4.0%,热分解温度提高了1.9%。     

Si3N4/SiC/环氧树脂纳米导热复合材料的制备

以硅烷偶联剂KH-560改性的微米氮化硅/纳米碳化硅晶须(Si3N4/SiCw)为导热填料,浇注制备Si3N4/SiC/环氧树脂纳米导热复合材料.研究了环氧树脂种类、Si3N4/SiCw用量、复配比及表面改性对环氧树脂导热、力学和介电性能的影响.结果表明,环氧树脂的热导率随Si3N4/SiCw用量的增加而增大,当改性Si3N4/SiCw用量为50％[m(Si3N4) /m(SiCw)]=3/1时,环氧树脂的热导率为0.98 W/(m· K);复合材料的介电常数随Si3N4/SiCw用量的增加而增大,而力学性能则先增加后降低.     

短切碳纤维增强环氧树脂复合材料的研究

采用冷模压成型工艺制备了短切碳纤维增强环氧树脂(SCFRER)复合材料,并对复合工艺参数进行了讨论。借助于金相显微镜研究了SCFRER复合材料的微观结构特征;较全面地研究了短碳纤维(SCF)含量对复合材料的热、电性能和力学性能(拉伸、弯曲和压缩强度)的影响。     

短切/连续碳纤维协同增强本征导热环氧树脂基复合材料研究

采用含有联苯介晶基元结构的3,3’,5,5’-四甲基联苯二酚二缩水甘油醚（TMBP）与含有芳香酰胺介晶基元结构的固化剂4,4-二氨基苯酰替苯胺（DABA）制备本征导热TMBP/DABA环氧树脂。结果表明,热导率高达0.33 W/（m·K）,比普通双酚A缩水甘油醚（DGEBA）/4,4’-二氨基二苯甲烷（DDM）环氧树脂的热导率高约50%,相应短切碳纤维（含量为75%,质量分数,下同）增强复合材料面外和面内热导率分别高约42.7%和40.2%。采用紫外臭氧氧化方法对短切碳纤维（SCF）和连续碳纤维（M55J）进行表面改性,发现能够明显改善纤维与基体树脂之间的界面结合强度,进而提高复合材料的导热性能。进一步采用SCF和M55J为增强纤维、本征导热TMBP/DABA环氧树脂为基体树脂制备出短切/连续碳纤维协同增强本征导热环氧树脂基复合材料SCF/M55J/TMBP/BADA。SCF的加入能够同时改善M55J/TMBP/DABA单向复合材料板沿X、Y、Z轴方向的热导率,分别最高达到98.07、48.23、9.40 W/（m·K）。为改善复合材料综合导热性能提供了一种新思路。     

碳纤维增强环氧树脂基复合材料的性能研究

研究了WBS-3环氧树脂固化体系的反应特性,分析了该固化体系浇铸体的性能;并以碳纤维(T-700S)为增强材料,采用手糊成型螺栓加压工艺制备了WBS-3/T-700S复合材料,研究了复合材料的常温力学性能、高温力学性能、水煮后力学性能和动态力学性能,并对弯曲断面进行分析。研究结果表明,WBS-3树脂基体黏度低、适用期长且韧性好,适合于手糊成型、缠绕成型等低成本制造工艺;由此制得的WBS-3/T-700S复合材料具有优良的力学性能和耐高温性能,其弯曲强度为1434MPa,拉伸强度为1972MPa,剪切强度为76.1MPa,玻璃化温度(Tg)超过210℃;该WBS-3/T-700S复合材料具有很好的界面粘接性(树脂对纤维的浸润性良好)、较低的空隙率且纤维分布均匀。     

改性氮化铝/环氧树脂复合材料的制备研究

采用共混-浇注成型法制备氮化铝/环氧树脂AlN/E-51复合材料。借助静止沉淀法、接触角、傅立叶红外光谱FT-IR和热失重TGA等进行分析表征。探讨了AlN用量和表面改性对复合材料力学性能的影响。结果表明,KH-560以化学键结合在AlN表面。复合材料的弯曲和冲击强度均随AlN用量的增加而提高,当AlN用量为10%时,复合材料的力学性能最佳。()()()     

Si3N4／环氧树脂导热复合材料制备和性能研究

采用硅烷偶联剂KH-550对氮化硅（β—Si3N4）进行表面处理,浇注制备氮化硅／环氧树脂（Si3N4／EP-828）复合材料,研究了Si3N4粒径、用量和表面改性对复合材料导热性能和力学性能的影响。结果表明,Si3N4／EP-828的导热性能随Si3N4用量的增加而提高,当Si3N4体积分数为30％时,热导率为0．83W／mK,为纯环氧树脂4倍多;力学性能则随Si3N4用量的增加先增大后降低。表面改性有助于进一步提高复合材料的导热性能和力学性能。初步分析表明,Si3N4／EP-828热导率与Si3N4形成的导热网链和Si-O-Si键导热骨架有关。     

环氧树脂/玻纤/BN导热绝缘复合材料制备研究

采用高温模压成型法制备环氧树脂/玻纤/BN导热复合材料,探讨了BN用量对复合材料力学性能、导热性能和电性能的影响,结果表明.当BN用量为10%时,复合材料的冲击强度和弯曲强度较佳;导热性能随BN用量的增加而提高,当BN用量为20%耐.热导率为0.7438 W/mk,此时复合材料仍保持较好的绝缘性能.     

环氧树脂/碳纤维/BN导热复合材料制备及研究

采用高温模压成型法制备环氧树脂/碳纤/BN导热复合材料.探讨了BN用量对复合材料导热性能和力学性能的影响.结果表明,当BN用量为6%(wt)时,复合材料的弯曲强度和剪切强度较佳,BN用量对复合材料的冲击强度影响不大;导热性能随BN用量的增加而增加,当BN用量为20%(wt)时,导热系数为0.8438W/m·K.     

碳纤维增强环氧树脂复合材料的制备及性能

采用二苯甲基二异氰酸酯(MDI)和硅烷偶联剂(KH550)对碳纤维进行表面改性,将改性后的碳纤维(MDI/KH550-CFs)与环氧树脂(EP)复合,制备了不同碳纤维添含量的环氧树脂基复合材料,通过扫描电镜、拉伸测试、抗冲测试、磨损测试等研究改性碳纤维含量对环氧树脂基复合材料力学性能的影响。扫描电镜结果表明,采用MDI和KH550改性后的碳纤维与环氧树脂具有较好的界面粘结性能;力学及摩擦磨损性能测试结果显示,加入碳纤维有利于改善材料的拉伸性能及耐磨性能,能够延长材料的使用寿命,并且不影响材料的抗冲击性能。当MDI/KH550-CFs含量为4%时,拉伸强度为25.862 4 MPa,与纯环氧树脂相比增强了62.4%;当其含量为2%时,最低磨损率为0.7×10^-4mm³/(N·m)。     

碳纤维复合材料用环氧树脂体系研究进展

介绍了碳纤维增强环氧树脂复合材料的优点及其主要成型工艺,在分析不同成型工艺对环氧树脂性能要求的基础上总结了研究热点。重点讨论了近年来预浸料、RTM、缠绕成型等工艺所用环氧树脂体系在力学性能、功能性及可加工性能方面的技术突破,并对未来碳纤维复合材料用环氧树脂体系的发展进行了展望。     

环氧树脂/短切碳纤维复合材料性能研究

制备出了短切碳纤维增强TDE-85环氧树脂复合材料,研究了碳纤维的含量对复合材料力学性能和耐热性能的影响。结果表明,碳纤维的加入有利于复合材料力学性能和耐热性能的提高,并在碳纤维含量为0.25%时,复合材料的拉伸强度、冲击韧性、弯曲强度和弯曲模量达到最大,分别提高了29.33%、25.31%、30.28%和68.93%。此外,对复合材料的弯曲断裂面进行了微观形貌分析,结果表明一定量的碳纤维可以较好地分散在树脂基体中,同时,碳纤维原丝和树脂基体的界面结合比较弱,主要依赖于两相之间的物理嵌合。     

碳纤维/环氧树脂复合材料层板连续激光烧蚀试验研究

进行不同热流密度及辐射时间下碳纤维/环氧叠层复合材料激光辐照试验,获得温度分布和烧蚀特性,并对激光烧蚀后试件扫描电镜测试分析,从微观角度进行分析,获得碳纤维壳体激光破坏模式;热失重测试分析,获得热分解规律,研究烧蚀特性和烧蚀机理,为热分析计算提供试验依据。     

碳纤维/环氧树脂复合材料连续抽油杆的研制

介绍了碳纤维／环氧树脂连续抽油杆的生产方法。以碳纤维和玻璃纤维带为增强材料，以E－51、METHPA和DMP－30组成的树脂体系为基体树脂，以HBT－8为内脱模剂，采用拉挤成型工艺，研制了碳纤维／环氧树脂复合材料连续抽油杆。研究表明，纤维排布、原料配比、固化湿度和牵引速度是生产工艺的关键控制因素。下井实验表明，与常规钢制抽油杆相比，碳纤维／环氧树脂连续抽油杆可节电1／3以上，产油量为前者的1．3倍以上，经济效益显著，且耐磨，耐腐独性好，使用寿命长，运输、安装方便。     

碳纤维/环氧树脂复合材料加速热氧老化研究

以T700-CF/828+TDE-85复合材料为研究对象,分别在160℃、180℃和200℃下对其进行了60天的加速热氧老化,研究了老化过程中复合材料的失重率、力学性能、玻璃化转变温度以及化学结构的变化,分析了其热氧老化机理。用TG法研究了该复合材料的热解动力学,应用Flynn-Wall-Ozawa法计算热解平均活化能(E=92.98kJ/mol),并用热解动力学参数预测材料的寿命。     

T700碳纤维/环氧树脂复合材料热降解实验研究

针对T700碳纤维增强环氧树脂复合材料的热降解行为以及回收所得碳纤维的力学性能进行了研究。研究结果表明,碳纤维的存在增加了环氧树脂降解时所需的活化能,热降解反应的温度、时间和气氛等因素对环氧树脂基体降解效果以及回收碳纤维力学性能均有影响。在空气条件下500℃处理30 min后碳纤维表面没有残留物,但其回收纤维的拉伸强度保留率仅为77.6%。通过首先在氮气气氛高温短时热处理,再在空气气氛下450℃进行30 min热降解的两步法处理后,碳纤维表面残炭得到去除,回收碳纤维的拉伸强度保留率达到了90.4%,由其制备单向复合材料的层间剪切强度保留率可达到75.8%。     

碳纤维/环氧树脂复合材料的改性及改性机理

介绍了碳纤维/环氧树脂复合材料中碳纤维的增强机理.综述了纳米材料、聚合物对碳纤维/环氧树脂复合材料的改性进展,并总结了相应的改性机理.探索新型柔和的碳纤维表面处理技术以及对碳纤维表面接枝将是碳纤维/环氧树脂复合材料改性的发展方向.     

环氧树脂/碳纤维复合材料的成型工艺与应用

介绍了环氧树脂(EP)/碳纤维(CF)复合材料的特点及其应用;总结了EP/CF复合材料的成型工艺及每种成型工艺的优缺点。指出随着CF制备技术、表面处理技术,以及EP制备技术和固化工艺的发展,采用环保、简便、快捷且价廉的成型工艺生产性价比更高的EP/CF制品是EP/CF复合材料的发展方向。     

压力法回收废旧碳纤维/环氧树脂复合材料

采用醋酸水溶液对碳纤维/环氧树脂复合材料进行初步处理,然后以过氧化氢水溶液和丙酮混合溶液再次处理得到可分离的碳纤维和降解液。采用扫描电镜、热重分析、力学性能测试,红外及气相色谱-质谱联用分析研究了压力法降解废旧碳纤维/环氧树脂复合材料的反应条件和机理。结果表明,环氧树脂分解的主要机理为酯键断裂,以体积分数70%的醋酸水溶液180℃下浸泡2 h,再用过氧化氢和丙酮混合溶液在120℃,1.2 MPa下加热2 h,碳纤维/环氧树脂的降解效率高,回收的碳纤维表面没有明显缺陷并仍具有良好的力学性能。