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《西北工业大学》 2001年
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高模量树脂基体及高抗压复合材料的研究

郑亚萍  
【摘要】: 树脂基复合材料已在主承力构件中得到了应用,结构材料更多的是承受 压缩和弯曲载荷,在实际中对抗压复合材料提出了越来越高的要求,研究和 解决树脂基复合材料压缩强度和弯曲强度偏低的问题,更能有效地发挥树脂 基复合材料的优越性能。提高树脂基复合材料压缩性能的关键问题是提高树 脂基体的模量。 根据国外学者利用反增塑法提高树脂基体的模量,发现模量的提高与自 由体积之间有着密切的关系,首次提出了采用高密度树脂制备高模量基体的 新方法。选择高密度的环氧树脂TDE-85作为基体的主要组分,分别以间苯二 胺(MPD),改性间苯二甲胺(A-50),4.4′-二基氨基二苯基甲烷(DDM),4.4′-二 氨基二苯基砜(DDS),2-甲基4-乙基咪唑(2.4-MI),双氰胺(DICY)为固化 剂,研制出了三种高模量高强度的树脂基体,其拉伸模量大于5.0GPa,压缩 模量大于6.0GPa,拉伸强度大于80MPa。一般环氧树脂基体的压缩模量通常 为4.21GPa左右,本文研究结果高于国外利用反增塑法制备的压缩模量为4.6GPa 的树脂基体,完全满足了高抗压复合材料(例如深潜壳体用材)对树脂基体 的性能要求。 通过力学性能及DTA分析,系统研究了TDE-85/胺体系的最佳配比、固化 工艺及动力学参数,为高模量树脂基体的实际应用提供了理论依据。研究了 浇铸体密度、线膨胀系数、玻璃化温度与模量的关系,探讨了模量大幅度提 高的机理。研究表明,体系的化学键密度是支配模量高低的主要因素,随着 密度增大,基体模量与玻璃化温度升高,线膨胀系数降低。 研究了基体模量对玻璃纤维增强复合材料单向板各项性能的影响。结果 表明,随着基体模量的提高,复合材料的拉伸性能、压缩性能、弯曲性能、 剪切性能显著提高。玻璃纤维复合材料的压缩强度达1337.5MPa,与T300/环 氧树脂复合材料的压缩强度(1378MPa)接近:弯曲强度达2324.6MPa,远高 于T800/环氧树脂复合材料及各种高性能复合材料的弯曲强度。利用SEM对复 合材料的压缩、剪切断口进行了观察,发现高模量树脂基复合材料承受压缩 载荷时,出现纤维压断;承受剪切载荷时,分层不明显。 利用纳米材料SiO_2、TiO_2、α-Al_2O_3改性双酚A型环氧树脂。采用表面处 理与超声波、均质高速分散机结合,解决了纳米粒子均匀分散的技术难题, 摘要 使纳米粒于较均匀地分散于树脂基体中。本文采用的三种纳米粒子均使环氧 树脂的模量与玻璃化温度提高,在低含量范围内,拉伸模量的变化规律,符 合Einstein公式;当含量较高时,纳米粒子与基体的热膨胀系数不同而产生少 量内应力,未分散的团聚体中存在少量气泡,使模量降低。 以纳米m、高强玻璃纤维共同增强环氧树脂,制备纳米纤维环氧树脂 复合材料。发现纳米粒子的加入,使纤维复合材料的各项性能得以提高,尤 其是弯曲强度,而对复合材料的工艺性没有影响。这一研究在国内尚未见报 道。 利用正电子淹没技术测试了自由体积,首次用实验验证了模量与自由体 积的密切关系。对于tilE.85/胺体系,在环氧基/胺摩尔比相同的条件下,固 化剂交联点距离增大,堆砌密度降低,浇铸体密度降低,自由体积的尺寸与 浓度增大,浇铸体的模量与玻璃化温度降低。对于TDE{5/A50体系,完全反 应时,分子堆砌密度最大,自由体积的尺寸与浓度最低,模量最高:体系中 有未反应的单体时,自由体积尺寸与浓度增大,模量降低;对于环氧树脂 CYD.128,采用不同的固化剂,在配比不同的条件下,自由体积浓度降低, 模量升高。纳米粒子的加入,使自由体积尺寸增大,自由体积浓度降低,模 量与玻璃化温度升高。
【学位授予单位】:西北工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:TB332

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1 吴耀由,殷永高;公路圆管涵的新材料新工艺[J];工程建设与档案;2005年02期
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1 宋俊;超高分子量聚乙烯纤维表面改性及其复合材料研究[D];天津工业大学;2007年
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1 徐璋;间苯二胺的液化[J];工程塑料应用;1981年04期
2 严海标,陈名华,郦华兴;聚合物/无机纳米复合材料的制备及应用[J];工程塑料应用;1999年08期
3 郑宗光,浦桂玲,李世红,程国生;碳纤维缠绕复合材料在潜水外压容器上的应用[J];船舶工程;1997年04期
4 彭艳萍;军用新材料的应用现状及发展趋势(待续)[J];材料导报;2000年01期
5 彭艳萍;军用新材料的应用现状及发展趋势(续完)[J];材料导报;2000年02期
6 郑亚萍,宁荣昌,陈立新;高模量树脂基体的研究现状[J];材料导报;2000年04期
7 张凤翻;航空结构复合材料对碳纤维的需求[J];材料导报;2000年11期
8 陈祥宝,张凤翻;先进树脂基结构复合材料的发展[J];材料工程;1996年06期
9 欧玉春,杨锋,庄严,漆宗能;在位分散聚合聚甲基丙烯酸甲酯/二氧化硅纳米复合材料研究[J];高分子学报;1997年02期
10 欧玉春;刚性粒子填充聚合物的增强增韧与界面相结构[J];高分子材料科学与工程;1998年02期
【共引文献】
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1 陈刚,蒋文玲;玻璃纤维增强塑料防弹板[J];工程塑料应用;1994年06期
2 李华;硬弹性PP/PS单丝的研制[J];工程塑料应用;1995年03期
3 王曙中,赵炯心,黄象安,李文刚;芳纶浆粕与聚己内酰胺复合的初步研究[J];工程塑料应用;1996年02期
4 周春华,刘威,李学闵;混杂纤维复合材料的力学性能研究[J];工程塑料应用;1996年06期
5 王从科;环氧/玻纤复合材料弯曲损伤过程的声发射研究[J];工程塑料应用;1996年06期
6 周春怀,杨军忠,张成海,况敬业;高强编织袋的原料和生产工艺探讨[J];工程塑料应用;1997年01期
7 丛培红,李同生,张绪寿,李家泽;交联聚酰亚胺的减摩增韧改性[J];工程塑料应用;1997年02期
8 戴芳,张振,孙安垣;1996年我国热塑性工程塑料进展[J];工程塑料应用;1997年04期
9 宋中健,王玲,张敬国;不饱和聚酯树脂新型室温固化体系[J];工程塑料应用;1997年05期
10 刘威,周春华,李学闵;耐冲击型聚合物基超混杂复合材料研究[J];工程塑料应用;1998年04期
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1 徐宁;徐颖;丁宇翔;;橡胶材料的吸声特性曲线研究[A];2011'中国西部声学学术交流会论文集[C];2011年
2 关成;杨柏;;体相ZrO_2/聚甲基丙烯酸甲酯纳米复合光学材料的制备与表征[A];中国化学会第28届学术年会第4分会场摘要集[C];2012年
3 杨进军;曹正华;;纤维分布不均匀的复合材料层压板的表征及冲击性能研究[A];复合材料——基础、创新、高效:第十四届全国复合材料学术会议论文集(下)[C];2006年
4 孙宝岗;张长安;曾竟成;王遵;;RTM成型阻燃FRP包装箱研究[A];复合材料——基础、创新、高效:第十四届全国复合材料学术会议论文集(下)[C];2006年
5 朱宁;常万宏;李青山;;PMMA/MMT纳米复合材料研究[A];第六届功能性纺织品及纳米技术应用研讨会论文集[C];2006年
6 刘晓玲;苏玉芹;;PID控温系统在高聚物蠕变试验中的应用[A];北京高教学会实验室工作研究会2009年学术研讨会论文集[C];2009年
7 王晓洁;刘炳禹;谢群炜;尤丽虹;;E-51/TDE-85/芳香胺树脂基体性能研究[A];第十四届玻璃钢/复合材料学术年会论文集[C];2001年
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1 李志君,李学成;中温固化树脂基体的研究[J];工程塑料应用;1996年05期
2 李志君,李学成;中温固化碳纤维/环氧复合材料研究[J];工程塑料应用;1998年11期
3 郭伟凯;电子封装用环氧树脂凸现商机[J];工程塑料应用;2003年05期
4 李云凯,王勇,高勇,钟家湘;空心微珠简介[J];兵器材料科学与工程;2002年03期
5 成兴明;环氧模塑料性能及其发展趋势[J];半导体技术;2004年01期
6 阳范文,赵耀明;21世纪我国电子封装行业的发展机遇与挑战[J];半导体情报;2001年04期
7 陈松涛;李松田;闫永胜;霍鹏伟;徐婉珍;;空心微珠的开发及应用研究进展[J];环境科学与管理;2007年03期
8 李鹏,刘德安,杨学忠;微球复合泡沫材料的研究和应用[J];玻璃钢/复合材料;2000年04期
9 梁富浩;陈俊英;张印桐;乔英杰;韩存效;;浮力材料在ROV上的应用[J];船舶工程;2011年S2期
10 彭艳萍;军用新材料的应用现状及发展趋势(待续)[J];材料导报;2000年01期
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1 孙传明;空心玻璃微珠填充环氧树脂复合材料的制备及性能研究[D];中国海洋大学;2010年
2 王恒武;玻璃纤维/聚合物基复合材料界面粘结强度的实验与理论研究[D];武汉理工大学;2003年
3 宁彩珍;短玻璃纤维增强PET复合材料的研究[D];天津大学;2004年
4 李泽全;聚噻吩导电复合膜的制备、表征及性能研究[D];重庆大学;2004年
5 潘鹏举;深海用聚合物基浮力材料制备及性能表征[D];浙江大学;2005年
6 陈贵红;环氧树脂无卤阻燃化研究[D];四川大学;2006年
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1 李凡;李雪峰;陈清;;有黏结预应力FRP复合管涵试验及数值分析[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2010年11期
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1 刘中国;高性能电子封装材料用环氧树脂的合成与性能研究[D];吉林大学;2013年
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1 彭刚;高浓度冻胶纺UHMWPE纤维的制备与表征[D];东华大学;2011年
2 文雯;芯片封装用环氧树脂YX-4000固化特征及球形SiO_2对其改性研究[D];武汉纺织大学;2011年
【二级参考文献】
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1 胡平,范守善,万建伟;碳纳米管/UHMWPE复合材料的研究[J];工程塑料应用;1998年01期
2 梁基照,伍健东,易玉华;玻璃微珠填充聚丙烯复合材料的力学性能[J];工程塑料应用;1998年03期
3 郭卫红,李盾,唐颂超,苏诚伟,徐种德;纳米材料及其在聚合物改性中的应用[J];工程塑料应用;1998年04期
4 王新宇,漆宗能,王佛松;聚合物-层状硅酸盐纳米复合材料制备及应用[J];工程塑料应用;1999年02期
5 宋国君,舒文艺;聚合物基纳米复合材料[J];材料导报;1996年04期
6 章永化,龚克成;聚合物/层状无机物纳米复合材料的研究进展[J];材料导报;1998年02期
7 王立铎,孙文珍,梁彤翔,王英华,李恒德;仿生材料的研究现状[J];材料工程;1996年02期
8 潘伟,翟普,刘立志;SiO_2纳米粉对炭黑/硅橡胶复合材料的压阻、阻温特性的影响[J];材料研究学报;1997年04期
9 朱晓光,漆宗能;聚合物增韧研究进展[J];材料研究学报;1997年06期
10 张晔,周贵恩,李磊,张裕恒;纳米TiO_2-甲基丙烯酸甲酯聚合物均匀分散系的制备和结构[J];材料研究学报;1998年03期
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7 夏文干,杨洁;碳纤维复合材料天线用树脂基体的应用研究[J];粘接;2001年06期
8 王仲群,宁荣昌;中温固化树脂基体的研究[J];纤维复合材料;1997年01期
9 舒武炳,王汝敏,宁荣昌,马蕊然;5405树脂基体的研究[J];高分子材料科学与工程;1994年02期
10 王乘栩;复合材料中树脂基体的IR分析方法[J];玻璃钢/复合材料;1990年05期
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1 孟晓玲;齐伟民;;一种铝基板用导热型树脂的合成[A];第十届中国覆铜板市场·技术研讨会论文集[C];2009年
2 谢丹;过松如;杭颂;彭莉;;复合材料的树脂基体低温固化配方研制[A];第十二届玻璃钢/复合材料学术年会论文集[C];1997年
3 谢丹;过松如;杭颂;彭莉;;复合材料的树脂基体低温固化配方研制[A];第七次全国环氧树脂应用技术学术交流会论文集[C];1997年
4 李志君;;先进复合材料低成本制造技术的研究进展[A];第十四届玻璃钢/复合材料学术年会论文集[C];2001年
5 王成忠;杨小平;梁胜彪;;T-800碳纤维缠绕用环氧树脂基体研究[A];2004年中国材料研讨会论文摘要集[C];2004年
6 凌伟;梁国正;顾嫒娟;袁莉;;高性能覆铜板用树脂基体[A];第九届中国覆铜板市场·技术研讨会文集[C];2008年
7 李敏;张佐光;苑子军;;热固性聚酰亚胺齐聚物探索研究[A];复合材料:生命、环境与高技术——第十二届全国复合材料学术会议论文集[C];2002年
8 张佐光;李敏;陈绍杰;;飞机结构用先进复合材料的应用与发展[A];复合材料——基础、创新、高效:第十四届全国复合材料学术会议论文集(上)[C];2006年
9 黄玉东;李瑞华;;PBO纤维的表面改性研究[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(上册)[C];2001年
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1 曾鸣;富于竞争力的FRP“三明治”夹芯材料[N];中国建材报;2009年
2 谭艳萍;散热: 机箱选购的“门道”[N];中国计算机报;2003年
3 李彬;回收模压废料及再生利用新技术[N];建筑报;2000年
4 翁祖祺;玻璃钢产业走上新台阶[N];科技日报;2000年
5 吴蓉;我国新材料研究开发硕果累累[N];中国机电日报;2001年
6 高阳;树脂基超杂复合材料问世[N];中华建筑报;2004年
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3 郑亚萍;高模量树脂基体及高抗压复合材料的研究[D];西北工业大学;2001年
4 冀克俭;先进复合材料树脂基体性能表征技术研究[D];南京理工大学;2003年
5 李玲;聚酰亚胺齐聚物改性高性能树脂基体的研究[D];西北工业大学;2002年
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1 李文峰;应用于RTM工艺的氰酸酯树脂基体研究[D];西北工业大学;2000年
2 顾军渭;膨胀型防火涂料的研制[D];西北工业大学;2006年
3 毕野;无卤阻燃ABS树脂的制备与性能研究[D];长春工业大学;2014年
4 刘耀宗;Al-MMC制动盘用树脂基摩擦材料配方及制备工艺研究[D];湖南大学;2005年
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8 成晓情;苯并噁嗪树脂在电子封装材料中的应用研究[D];四川大学;2006年
9 齐燕燕;超临界处理对树脂基复合材料性能影响的研究[D];中北大学;2007年
10 李晓艳;FRP拉挤制品用环氧树脂基体的湿热耐久性能研究[D];哈尔滨工业大学;2012年
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