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《北京化工大学》 2004年
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互穿网络型乙烯基酯树酯/环氧树脂基体及其碳纤维拉挤复合材料的制备研究

张铭  
【摘要】:兼具韧性和耐热性的环氧树脂一直是研究的热点之一。用刚性无机填料,如玻璃微球,氢氧化铝,增韧效果不明显。用橡胶弹性体来进行增韧改性,会在提高韧性的同时大大降低玻璃化转变温度(Tg)。采用高性能工程塑料,如聚砜(PSF),聚醚砜(PES),聚醚酰亚胺(PEI), 聚酰亚胺(PI)等来增韧改性环氧树脂,缺点是工程塑料的粘度大,加工性能较差。采用互穿网络聚合物(IPN)方法增韧,相态结构在影响互穿网络聚合物性能因素中占有主导地位,须控制界面张力,交联网交联密度,聚合方法以及IPN的组分等条件。 使用聚醚类增韧剂(polypropylenglycol)对双酚F型环氧树脂进行增韧改性。研究了固化体系的力学性能、热机械性能。得出随着聚醚增韧剂含量的增加,树脂的韧性有大幅度的增加但是固化以后的树脂耐热性能却有大幅度的下降。 使用纳米橡胶粒子增韧改性双酚F型环氧树脂。研究结果表明使用含羧基和不含羧基的纳米橡胶粒子,均可以使得环氧树脂的韧性有所增加,而其固化体系的耐热性下降不多,甚至还略有升高。以改性的环氧树脂做基体,制备了拉挤复合材料,并对其力学性能进行测试 WP=4 分析。 使用双酚A型环氧乙烯基酯树脂(VER)与双酚F型环氧树脂(EP)同步固化的方法对环氧树脂进行增韧改性。研究了互穿体系的固化反应过程、力和热机械性能以及形态结构。结果表明:当环氧树脂与乙烯基酯树脂的重量比为90:10时,所得到的树脂体系在韧性提高的同时,耐热性能(Tg)也有明显的提高,获得了一种兼具韧性和耐热性能的树脂基体。而在配比VER:EP=50:50时可以同时提高树脂固化度和扩大聚合物网络,使树脂浇注体拥有良好的力学性能和耐热性。 树脂体系的固化行为和固化反应动力学研究对材料的生产加工具有理论指导意义。本论文主要通过DSC、DMTA、FTIR等方法研究了环氧树脂VE4784和乙烯基酯树脂HETRON922同时固化的交联固化行为,确定其固化反应动力学参数和最佳固化工艺条件,为确定整个拉挤成型工艺参数奠定基础,制备了乙烯基酯树脂改性环氧树脂的拉挤复合材料,并对其力学性能进行测试分析。 采用非等温DSC法研究了环氧树脂体系以及环氧树脂和乙烯基酯树脂互穿体系固化反应动力学,用Kissinger方程、Ozawa方程和Crane方程求得了树脂体系固化反应的表观活化能和反应级数,并求出了树脂固化的特征温度。 通过等温DSC分析了不同温度下树脂固化反应的经验动力学模型(自催化动力学模型),研究了 , 以及 的关系,并通过非线性最小二乘法模拟求出了固化反应动力学方程的各参数。 基于以上对树脂固化特性和固化动力学的研究结果和本课题组以 WP=5 往的工作,采用生产规模的拉挤设备制备了碳纤维/环氧树脂/乙烯基酯树脂复合材料,并进行了力学、DMTA及SEM测试,重点分析比较了下复合材料后固化处理前后的力学性能和耐热性能。
【学位授予单位】:北京化工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TB332

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【引证文献】
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