杂化壳结构环氧微胶囊及双马来酰亚胺/微胶囊体系结构与性能研究

发布时间：2025-01-03 23:12

　　随着现代工业和科学技术的快速发展,高性能树脂基复合材料凭借其优良的综合性能和广泛的适用性而日益受到重视。其中,双马来酰亚胺(BMI)树脂因具有优良的耐热性、耐湿性、耐辐射、电绝缘性以及较高的强度和模量,被广泛应用于航空、航天、胶黏剂、电器绝缘材料及功能材料等工业领域,但是其固化产物存在脆性大、韧性差等缺点,使其在受外力加载、热应力等因素的影响时易产生微裂纹,这些微裂纹一旦扩展会造成材料性能下降,影响材料的使用性能,缩短材料的使用寿命。而将含有修复剂的微胶囊埋植在树脂基体中,微胶囊在适当的控制条件下可释放囊芯至裂纹处发生聚合反应,粘结裂纹,达到恢复材料性能的目的;同时,微胶囊还可以增韧树脂基体。目前现存的大多数微胶囊自身的热稳定性较差,其不能满足高性能树脂基复合材料的高温加工工艺,同时还可能会降低基体的热性能,这一劣势大大限制了微胶囊在树脂基复合材料中的应用。因此,合成一种既可以赋予基体自修复功能,又可以改善或维持材料基体本身性能的耐热性优异的微胶囊极富挑战性。研究表明,有机-无机杂化壳胶囊可以明显改善微胶囊的热性能。因此,基于自修复高性能树脂基复合材料的要求及现有自修复胶囊的缺陷,本文拟...

【文章页数】：100 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
    1.1 前言
    1.2 微胶囊技术简介
        1.2.1 微胶囊的概念
        1.2.2 微胶囊的制备方法
            1.2.2.1 原位聚合法
            1.2.2.2 界面聚合法
            1.2.2.3 相分离法
            1.2.2.4 喷雾干燥法
    1.3 微胶囊自修复技术在聚合物基复合材料中的应用
        1.3.1 微胶囊自修复机理
        1.3.2 微胶囊自修复剂体系的类型
            1.3.2.1 DCPD自修复剂体系
            1.3.2.2 环氧树脂自修复剂体系
            1.3.2.3 硅氧烷自修复剂体系
            1.3.2.4 HDI自修复剂体系
            1.3.2.5 溶剂型自修复剂体系
            1.3.2.6 甲基丙烯酸缩水甘油酯型（GMA）自修复剂体系
            1.3.2.7 干性油自修复剂体系
            1.3.2.8 其它自修复剂体系
        1.3.3 自修复型微胶囊对高性能聚合物基复合材料性能的影响
        1.3.4 自修复型微胶囊在高性能聚合物基复合材料中应用存在的问题
    1.4 BMI树脂的改性
        1.4.1 烯丙基化合物改性BMI
        1.4.2 二元胺扩链改性BMI
        1.4.3 橡胶改性BMI
        1.4.4 热塑性树脂改性BMI
        1.4.5 液晶改性BMI
        1.4.6 互穿网络改性BMI
        1.4.7 无机刚性粒子改性BMI
        1.4.8 超支化聚合物改性BMI
        1.4.9 MCs改性BMI
    1.5 课题的提出及研究内容
第二章 杂化壳结构环氧微胶囊的合成与性能
    2.1 前言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验主要原料
        2.2.2 实验仪器与设备
        2.2.3 球形环氧粒子乳液的制备
        2.2.4 MCs的制备
        2.2.5 MCs的结构表征与性能测试
            2.2.5.1 红外光谱
            2.2.5.2 形貌分析
            2.2.5.3 粒径分析
            2.2.5.4 杨氏模量的测定
            2.2.5.5 热性能分析
            2.2.5.6 囊芯的测定
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 环氧树脂的包覆原理
        2.3.2 MCs的化学结构
        2.3.3 MCs的形貌及粒径
        2.3.4 MCs的杨氏模量
        2.3.5 MCs的热性能
    2.4 本章小结
第三章 双马来酰亚胺/环氧微胶囊体系的结构与性能
    3.1 前言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验原料
        3.2.2 实验设备
        3.2.3 BMI/DBA及BMI/DBA/MCs体系的制备
        3.2.4 结构表征与性能测试
            3.2.4.1 力学性能测试
            3.2.4.2 断面形貌分析
            3.2.4.3 动态力学性能分析
            3.2.4.4 介电性能分析
            3.2.4.5 导热系数分析
            3.2.4.6 热膨胀系数分析
            3.2.4.7 锥形量热分析
            3.2.4.8 交联密度的计算
            3.2.4.9 自修复效率（η）的计算
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 BMI/DBA/MCs复合材料的固化行为
        3.3.2 BMI/DBA/MCs复合材料的力学性能
        3.3.3 BMI/DBA/MCs复合材料的热性能
        3.3.4 BMI/DBA/MCs复合材料的热传导性能
        3.3.5 BMI/DBA/MCs复合材料的热膨胀性能
        3.3.6 BMI/DBA/MCs复合材料的阻燃性能
        3.3.7 BMI/DBA/MCs复合材料的介电性能
        3.3.8 BMI/DBA/MCs复合材料的自修复性能
    3.4 本章小结
第四章 结论
参考文献
硕士期间取得的科研成果
致谢



本文编号：4022528