环氧树脂增韧改性及RTM工艺制备碳纤维复合材料性能研究

发布时间：2024-02-02 12:00

　　20世纪60年代以来,以碳纤维作为增强材料的高性能先进复合材料在很多领域应用广泛,越来越多的人关注先进复合材料的低成本制造技术。目前国际上发展较为迅速的是RTM成型工艺,寻找理想的树脂体系是该技术的关键之一。环氧树脂体系通常用于树脂基复合材料制备,然而,纯环氧树脂固化后交联密度高,质脆、冲击强度低,需要对其进行改性。本文选择不同的增韧剂来改性环氧树脂,通过考察固化物的力学性能、热机械性能等选出合适的树脂体系,对优选出的树脂体系进行流变性能分析,确定RTM工艺窗口,制备碳纤维增强复合材料,探讨复合材料的力学、热失重、热物理等性能。本文选用有机硅核壳粒子、聚砜、聚醚胺等对环氧树脂体系进行改性,测试力学性能、热机械性能等。实验发现,增韧剂的加入有效提高了环氧树脂体系的韧性。综合分析几种增韧剂对环氧树脂基体的增韧效果,发现聚砜改性环氧树脂体系,当加入量为5 phr时,断裂伸长率提高了166%,拉伸、弯曲、冲击强度分别提高81.1%、25.6%、64.5%,且混合后相容性好,适用期长,综合性能最佳。最终确认选择聚砜作为增韧剂,添加量为5 phr时,增韧效果最好。对环氧树脂体系固化反应特性和化学流...

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1树脂传递模塑图

图3-3D230改性树脂断裂面表观形貌:(a)0；(b)10；(c)15；(d)20；(e)25Fig.3-3SEMmicrographsofmodifiedresinwithD230(a)0；(b)10；(c)15；(d)20；(e)25

图3-3D230改性树脂断裂面表观形貌:(a)0；(b)10；(c)15；(d)20；(e)25Fig.3-3SEMmicrographsofmodifiedresinwithD230(a)0；(b)10；(c)15；(d)20；(e)25

-24-图3-4D400改性树脂断裂面表观形貌:(a)0；(b)20；(c)30；(d)40；(e)50Fig.3-4SEMmicrographsofmodifiedresinwithD400(a)0；(b)20；(c)30；(d)40；(e)503....

图3-4D400改性树脂断裂面表观形貌:(a)0；(b)20；(c)30；(d)40；(e)50Fig.3-4SEMmicrographsofmodifiedresinwithD400(a)0；(b)20；(c)30；(d)40；(e)50

3.3.5扫描电镜分析采用扫描电镜观察了不同有机硅核壳粒子含量改性环氧树脂固化物的断面，结果如图3-6所示。从图中可以看出，纯环氧树脂体系在断裂过程中没有特别大

图3-6有机硅核壳粒子改性树脂断裂面表观形貌:(a)0；(b)2.5；(c)5；(d)7.5；(e)10Fig.3-6SEMmicrographsofmodifiedresinwithorganosiliconcore-shellparticles.(a)0；(b)2.5；(c)5；(d)7.5；(e)10

3.4.5扫描电镜分析采用扫描电镜观察了不同聚砜含量改性环氧树脂固化物的断面，结果如图3-8所示。从图3-8中可以看出，纯环氧树脂体系在断裂过程中没有特别大的塑性变形，断面比较光滑，只有少许褶皱，裂纹方向基本一致，呈现明显的脆性断裂特征，因此冲击强度也比较低。随着聚砜加入量的增....

本文编号：3892626