不同固化剂及稀释剂对环氧树脂基体及碳纤维复合材料性能影响

摘要

碳纤维复合材料具有很多方面的优异性能，它的应用非常广泛，在航空航天、汽车零部件、体育器材上都得到很好的应用，因此，制备好的性能的复合材料变得非常重要。要想得到优异的复合材料，树脂的选择是非常重要的。
　　本文研究了几种不同固化剂及稀释剂对树脂基体及日本东丽高强度和高模量碳纤维复材的性能影响。实验中首先选用了三种不同结构的胺类固化剂，三种固化剂分别是DDM、DMDC、D-230，三种固化剂的刚性不同，DDM为芳香胺类固化剂，DMDC为脂环类固化剂，D-230为聚醚胺类，是柔性链类的固化剂。实验研究了E44/DDM、E44/DMDC、E44/D-230三种体系的树脂浇注体的力学性能。实验表明，三种体系，E44/D-230体系所得的强度和伸长率不是最大，但所测得的模量是最高的。所制得的T700和M40碳纤维复丝的拉伸强度也是最高的。实验在E44/D-230体系中加入了三种不同类型不同配比的稀释剂AGE、PGE、632，加入稀释剂后体系的拉伸模量都有一定程度的提高，并且随着稀释剂含量的增加，树脂基体呈现模量先升高后降低的趋势，E44/D-230/AGE体系，在AGE含量为4％时树脂基体的模量达到最大，E44/D-230/PGE体系，在PGE含量为6％时树脂基体的模量达到最大，E44/D-230/632体系，在632含量为6％时树脂基体的模量达到最大，树脂基体模量达到最大时，T700和M40碳纤维复丝的拉伸强度也最大。实验也进一步研究了不同体系的界面粘结强度，三种不同固化体系，D-230/E44体系的界面粘结强度比较高，加入稀释剂的体系，基体对碳纤维的浸润性变好，粘结强度也有提高。

目录

声明

摘要

符号说明

第一章 绪论

1．1 固化剂

1．1．1 固化剂简介

1．1．2 固化剂的分类及其特点

1．1．3 固化剂的固化机理

1．2 环氧树脂

1．2．1 环氧树脂的简介

1．2．2 环氧树脂的分类

1．2．3 环氧树脂的应用及发展

1．3 碳纤维

1．3．1 碳纤维的简介

1．3．2 碳纤维的种类

1．4 碳纤维复合材料

1．4．1 碳纤维复合材料简介

1．5 碳纤维复丝拉伸

1．5．1 碳纤维复丝

1．5．2 碳纤维复丝拉伸测试样条制备及测试过程简介

1．6 课题研究内容

第二章 实验部分

2．1 实验材料和实验仪器

2．1．1 材科来源、规格及厂家

2．1．2 实验仪器及参数

2．2 实验过程

2．2．1 三种不同结构、不同柔性刚性的固化剂固化E44固化工艺确定

2．2．2 三种体系E44／DDM，E44／DMDC，E44／D-230浇注体样条的制备

2．2．3 三种体系E44／DDM，E44／DMDC，E44／D-230及加入稀释剂体系碳纤维复合样条的制备

2．2．4 DSC固化度的测试

2．2．5 DMTA测试

2．2．6 树脂样条拉伸测试、弯曲测试以及压缩特性测试及碳纤维复丝的拉伸测试

2．2．7 SEM扫描电镜测试

2．2．8 TFBT测试

第三章 结果与讨论

3．1 三种体系E44／DDM，E44／DMDC，E44／D-230固化动力学研究

3．1．1 三种体系E44／DDM，E44／DMDC，E44／D-230固化DSC曲线

3．1．2 三种体系E44／DDM，E44／DMDC，E44／D-230固化工艺确定

3．1．3 三种固化剂固化活化能确定

3．2 三种固化剂固化体系E44／DDM，E44／DMDC，E44／D-230性能研究

3．2．1 三种固化剂固化体系E44／DDM，E44／DMDC，E44／D-230固化度测定

3．2．2 三种固化体系E44／DDM，E44／DMDC，E44／D-230树脂基体力学性能

3．2．3 三种固化体系E44／DDM，E44／DMDC，E44／D-230树脂基体DMTA测试

3．2．4 三种固化体系E44／DDM，E44／DMDC，E44／D-230树脂基体密度与模量关系

3．2．5 三种不同结构的固化剂固化体系TFBT测试

3．3 加入三种不同结构、不同柔、刚性稀释剂对E44／D-230树脂基体性能影响

3．3．1 加入三种不同结构、不同柔、刚性稀释剂对E44／D-230树脂基体力学性能影响

3．3．2 加入三种不同结构、不同柔、刚性稀释剂对E44／D-230树脂基体DMTA性能测能

3．3．3 加入三种不同结构、不同柔、刚性稀释剂对E44／D-230树脂基体树脂基体密度与模量关系

3．3．4 加入三种不同结构、不同柔、刚性稀释剂E44／D-230体系碳纤维复丝拉伸性能

3．3．5 加入三种不同结构、不同柔、刚性稀释剂E44／D-230体系TFBT测试

第四章 结论

参考文献

致谢

研究成果及发表的学术论文

作者介绍及导师信息