碳纤维/环氧树脂与三元乙丙橡胶复合体系共固化特性研究

发布时间：2021-08-12 02:32

　　碳纤维/环氧树脂（CFRP）与三元乙丙橡胶（EPDM）均为航空航天领域重要的工程材料,CFRP具有优异的力学性能而EPDM的绝热性能极其优良。但是由于EPDM其本身的极性较低,所以其与其他材料的粘接强度较差。分步法制备的CFRP与EPDM复合体系粘接强度较差,制备工艺繁琐而且样品缺陷较多。因此需要对CFRP与EPDM复合体系的制备工艺与制备条件进行优化来提高CFRP与EPDM复合体系的性能。文中通过非等温差示扫描量热法（DSC）测试确定了间苯二甲胺（MXDA）,间苯二胺（MPD）,3,3’二乙基-4,4’-二胺基二苯基甲烷（DEDDM或H-256）,以及3,5-二乙基-2,4-二胺基甲苯和3,5-二乙基-2,6-二胺基甲苯的混合物（DETDA）的固化制度。同时通过MDR硫化曲线测试了过氧化二异丙苯（DCP）,过氧化二异丙苯（DCP）与升华硫（S）和过氧化二异丙苯（DCP）与三丙烯基异氰脲酸酯（TAIC）在EPDM中的硫化特性。基于以上所得的数据,选用常见的E-51环氧树脂与T-800碳纤维作为CFRP的基体与增强体,成功通过共固化的方法制备了CFRP与EPDM复合体系。通过热重分析（T... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

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用于自修复CFRP的碳纤维纳米沉积示意图[34]

哈尔滨工业大学理学硕士学位论文-8-图1-9用于自修复CFRP的碳纤维纳米沉积示意图[34]因为在环氧树脂固化的过程中会使用到大量的固化剂，主要包括胺类、酸酐类或Lewis酸或Lewis碱[35]。美国佐治亚理工大学，通过将环氧树脂在乙二醇中到浸泡并且持续加热该共混体系，从而使其形成具有一定化学活性的共价适应网络，再通过酯交换反应实现对CFRP几乎百分之百到回收率[36]。图1-10酯交换反应溶解-解聚环氧树脂示意图[36]

哈尔滨工业大学理学硕士学位论文-14-联的网络结构。过氧化物分解速度遵循一级反应动力学，因此过氧化物自由基的数量取决于过氧化物的浓度。过氧化物中形成的自由基活性种可以通过从弹性体的主链中进行夺氢，或者通过与不饱和橡胶的双键进行加成反应从而继续下一步反应，在这一步中形成的大分子弹性体自由基会在以后的反应过程中进一步发生反应形成交联结构[45]。对于EPDM来说，有些研究表明，通过夺氢反应形成的大分子自由基除了与相同的自由基互相反应以外，还可以与橡胶的不饱和片段发生加成反应。而且，EPDM硫化过程中形成的大分子自由基可以加成到其第三单体的不饱和结构中，这个过程形成的化学键基本上与大分子自由基相互反应终止形成的大分子类似[53,54]。图1-11第三单体为双环戊二烯的EPDM过氧化物硫化机理[45]1.3.4EPDM的研究进展与应用由于EPDM极其优异的性能，不同牌号的EPDM的年消耗量大约排在世界第四的位置。所以关于EPDM的理论研究与实际应用都有了很大的进展，有从微观领域探索其第三单体结构与其性能的联系，还有的课题组从不同体系的硫


本文编号：3337398