纤维增强改性环氧体系的电学与力学性能研究

发布时间：2017-05-17 17:03

  本文关键词：纤维增强改性环氧体系的电学与力学性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：环氧树脂基复合材料目前已被广泛应用。本课题制备了碳纤维/环氧树脂复合材料,来探究不同的碳纤维密度对复合材料电学和力学性能的影响。首先,制备了AG-80环氧树脂。设计了六种不同的固化方案,研究了环氧树脂的固化反应、力学和热学性能。发现:采用方案四制备的环氧树脂冲击和弯曲性能最好,冲击强度为11.96KJ/m2,弯曲强度为116.2Mpa;断面内韧窝数较多且河流形状细密;韧性最好;玻璃化转变温度较高;耐热性较好。其次,织造了五种不同密度的碳纤维间隔织物,制备了碳纤维/环氧树脂复合材料。研究了复合材料的固化反应、力学、电学和热学性能。发现:方案一制备的复合材料静态力学性能较好,冲击强度为13.57k J/m2,弯曲强度为121.3Mpa;韧性最好,玻璃化转变温度最高;电阻率最小为0.077/Ω*m;耐热性能良好。最后,确定碳纤维增强改性环氧体系的较优工艺为:织造接结纱经向距离为4mm的碳纤维间隔织物,环氧树脂、固化剂、促进剂、稀释剂间配比为100∶80∶1.0∶20,胶液超声振荡30min,固化工艺为80℃/2h+100℃/4h+140℃/4h,之后在160℃静置4h。本课题没有采用传统的模压法,而是将纺织技术与材料科学结合起来,通过织造间隔织物来与环氧树脂复合制备碳纤维/环氧树脂复合材料,为复合材料的制备研究提供了新途径。
【关键词】：环氧树脂 碳纤维复合材料 力学性能 电学性能 热学性能
【学位授予单位】：西安工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB332
【目录】：

• 摘要4-5
• abstract5-8
• 1 综述8-16
• 1.1 引言8-9
• 1.2 课题的研究背景9
• 1.3 本课题的研究现状9-13
• 1.3.1 对不同结构环氧树脂基导电复合材料的研究9-10
• 1.3.2 对环氧树脂基复合材料导电性能的研究10-12
• 1.3.3 对纤维增强环氧树脂基导电复合材料性能的研究12-13
• 1.4 本课题的研究内容及意义13-16
• 1.4.1 课题的主要研究内容13-14
• 1.4.2 课题的主要研究意义14-16
• 2 环氧树脂AG-80 体系的研究16-34
• 2.1 引言16
• 2.2 反应机理16-17
• 2.3 实验部分17-21
• 2.3.1 实验原材料17
• 2.3.2 实验仪器17-18
• 2.3.3 AG-80 环氧树脂的制备18-19
• 2.3.4 AG-80 环氧树脂的表征测试19
• 2.3.5 AG-80 环氧树脂的性能测试19-21
• 2.4 结果与讨论21-31
• 2.4.1 AG-80 环氧树脂的红外光谱表征21-22
• 2.4.2 AG-80 环氧树脂固化反应的研究22-25
• 2.4.3 AG-80 环氧树脂静态力学性能的研究25-26
• 2.4.4 AG-80 环氧树脂冲击断面的研究26-28
• 2.4.5 AG-80 环氧树脂的动态力学性能研究28-30
• 2.4.6 AG-80 环氧树脂热学性能分析30-31
• 2.5 本章小结31-34
• 3 碳纤维织物的织造及表面处理34-40
• 3.1 引言34
• 3.2 碳纤维间隔织物的织造原理及优点34-35
• 3.2.1 织造原理34-35
• 3.2.2 间隔织物作为材料增强体的优点35
• 3.3 实验部分35-38
• 3.3.1 实验原料35-36
• 3.3.2 实验仪器36
• 3.3.3 织造方案设计36-37
• 3.3.4 织造工艺要求及注意事项37
• 3.3.5 表面处理及改性37-38
• 3.4 本章小结38-40
• 4 碳纤维/环氧树脂体系的研究40-56
• 4.1 引言40
• 4.2 实验部分40-44
• 4.2.1 实验原材料40
• 4.2.2 实验仪器40-41
• 4.2.3 碳纤维/环氧树脂复合材料的制备41-42
• 4.2.4 碳纤维/环氧树脂复合材料的表征测试42
• 4.2.5 碳纤维/环氧树脂复合材料的性能测试42-44
• 4.3 结果与讨论44-54
• 4.3.1 碳纤维/环氧树脂复合材料的红外光谱表征44-45
• 4.3.2 碳纤维/环氧树脂复合材料固化反应的研究45-48
• 4.3.3 碳纤维/环氧树脂复合材料的静态力学性能研究48-50
• 4.3.4 碳纤维/环氧树脂复合材料冲击断面的研究50-51
• 4.3.5 碳纤维/环氧树脂复合材料的动态力学性能研究51-52
• 4.3.6 碳纤维/环氧树脂复合材料的导电性能研究52-53
• 4.3.7 碳纤维/环氧树脂复合材料的热学性能研究53-54
• 4.4 本章小结54-56
• 5 结论与创新56-60
• 5.1 结论56-57
• 5.2 本文创新点57-60
• 参考文献60-68
• 攻读学位期间发表文章68-70
• 致谢70

【参考文献】

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本文编号：373968