高模量树脂基体及高抗压复合材料的研究

郑亚萍¹

(1.西北工业大学化学工程系,)

摘要:以高密度的环氧树脂TDE-85作为基体,选择不同的固化剂,研制出了三种高模量高强度的树脂体系,并对其力学性能、微观结构、自由体积进行了研究.论文取得了如下创造性的研究成果:(1)制备了拉伸模量大于5.0GPa,压缩模量大于6.0GPa,拉伸强度大于80MPa的树脂体系,并对其力学性能进行了测试,系统研究了模量与密度之间的关系,同时对其微观断口形貌进行了观察.(2)研究了高模量基体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,弯曲强度达2324.6MPa.(3)利用纳米材料SiO2、TiO2、α-A12O3、改性双酚A型环氧树脂,解决了纳米粒子均匀分散的技术难题.系统研究了纳米粒子对环氧树脂拉伸模量、强度、冲击韧性、热变形温度的影响.以纳米SiO2、高强玻璃纤维共同增强环氧树脂,制备了纳米纤维环氧树脂复合材料.这一研究在国内尚未见报道.(4)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TDE-85/胺体系,在环氧基/胺摩尔比相同的条件下,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.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.

关键词:模量; 压缩性能; 复合材料; 纳米粒子; 正电子湮没技术;

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