耐高温环氧树脂及其复合材料的研究

【摘要】：环氧树脂是一种性能优良、应用广泛的热固性树脂。为了扩展环氧树脂的应用范围,在不降低其原有优良性能的前提下,提高环氧树脂的耐热性能显得尤为重要。 含乙炔基的树脂由于其优异的耐热性能,近年来得到了广泛的研究,本课题选用环氧树脂作为基体树脂,选用含有乙炔基和硅原子的树脂作为新型的环氧树脂固化剂,运用热学和力学的测试方法对固化后的树脂及其复合材料进行研究和表征,对树脂的固化、成型、耐热性能和力学性能等进行了研究。 (1)用间氨基苯乙炔(APA)、4,4-二氨基二苯砜(DDS)作为E-51环氧树脂的固化剂,运用热分析技术和力学测试,通过DSC、FTIR、TGA等方法对环氧树脂体系的固化机理进行了研究,运用Kissinger法和Ozawa法研究了体系的固化动力学,运用了力学测试等对树脂浇注体和玻璃纤维复合材料进行了研究。结果表明,E-51/APA固化体系的玻璃化转变温度(Tg)为184℃,较E-51/DDS固化物的Tg提高了15℃。 (2)用四(3-乙炔苯胺)基硅烷(TEAS)作为E-51环氧树脂的固化剂,运用热分析技术和力学性能的测试,通过DSC、FTIR、TGA等方法对树脂体系的固化机理进行了研究,运用Kissinger法和Ozawa法研究了体系的固化动力学,运用了力学性能测试等对体系的玻璃纤维复合材料进行了研究。结果表明,E-51/TEAS复合材料在180℃时的弯曲强度为350MPa,比E-51/DDS体系提高了146MPa。 (3)运用四(3-乙炔苯胺)基硅烷(TEAS)对二氧化双环戊二烯(R-122)进行改性,通过DSC、FTIR、TGA等方法对树脂体系的固化机理进行了研究,运用了力学测试等对体系的玻璃纤维复合材料进行了研究。结果表明,R-122/TEAS复合材料在240℃时的弯曲强度为274MPa,比R-122复合材料提高了200MPa。