预浸湿法纤维缠绕技术用环氧树脂体系的研究

论文题目: 预浸湿法纤维缠绕技术用环氧树脂体系的研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 材料学

作者: 王秀杰

导师: 陈平

关键词: 环氧树脂,纳米二氧化硅,预浸湿法缠绕技术,温度触变

文献来源: 大连理工大学

发表年度: 2005

论文摘要: 在环氧树脂中添加纳米二氧化硅、乙酰丙酮镧系过渡金属络合物、硅烷偶联剂、甲基四氢邻苯二甲酸酐机械搅拌,混合均匀,制备出满足预浸湿法纤维缠绕工艺要求的具有长期化学稳定性和温度触变性的树脂体系。本文首次提出了温度触变的概念,同时对环氧树脂体系的温度触变现象以及不同耐温等级下树脂体系的配方进行了研究,并对树脂浇注体的力学和耐热性能进行了分析研究。应用FT-IR、SEM等分析手段对环氧树脂的温度触变现象进行了研究。结果表明,气相纳米二氧化硅均匀分散于环氧树脂体系中,相互之间和与环氧树脂基体表面的羟基之间形成大量的分子间氢键,室温情况下,氢键相互间作用力强,体系表现为凝胶状态,温度一旦达到或者高于触变温度,分子间氢键遭到破坏,体系由凝胶状态变为溶胶状态。对不同耐温等级要求的树脂体系配方和制备工艺进行了详细的研究。结果表面,耐温等级为130℃情况下,可以用双酚A型环氧树脂E—51/甲基四氢邻苯二甲酸酐体系,各物质的配比为(以环氧树脂质量为100%,以下均为质量比):E-51环氧树脂为100%,甲基四氢邻苯二甲酸酐为70%,纳米二氧化硅为10%,硅烷偶联剂KH-550为2%,乙酰丙酮镧系过渡金属络合物为1%。耐温等级为160℃时,改用三官能团环氧树脂TDE-85/酸酐体系,各物质配比为TDE—85环氧树脂为100%,甲基四氢邻苯二甲酸酐为115%,纳米二氧化硅为15%,硅烷偶联剂KH-550为2.5%,乙酰丙酮镧系过渡金属络合物为1%。制备过程为:金属络合物85℃下溶于环氧树脂中,降温至65℃后加入酸酐和偶联剂后再次混合均匀,分次加入纳米二氧化硅,搅拌大约三小时后,冷却至室温。对环氧树脂/咪唑络合物体系能否满足预浸湿法纤维缠绕用树脂基体的工艺要求进行了初步探讨。结果表明,用咪唑金属络合物作为环氧树脂的固化剂组成的树脂体系具有长期化学稳定性,但是混合纳米二氧化硅后却不具有温度触变效果。对TDE—85环氧树脂/甲基四氢邻苯二甲酸酐/纳米二氧化硅体系进行力学性能测试,结果为体系弯曲强度为141.13MPa,弯曲模量为4.12GPa。

论文目录:

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 选题背景和意义

1.2 树脂基复合材料研究进展

1.2.1 树脂基复合材料低成本成型工艺

1.2.2 树脂基复合材料的基体树脂

1.3 环氧树脂

1.3.1 概述

1.3.2 环氧树脂的种类及性能特点

1.3.3 环氧树脂的固化

1.3.4 环氧树脂的潜伏性固化剂研究进展

1.3.5 环氧树脂的触变

1.3.6 环氧树脂耐热性的改进

1.4 本文的目的和主要研究内容

1.4.1 本文的目的

1.4.2 本文的主要研究内容

2 预浸湿法纤维缠绕用环氧树脂体系

2.1 前言

2.2 实验部分

2.2.1 实验原料

2.2.2 实验方法

2.2.3 仪器分析与性能测试

2.3 结果与讨论

2.3.1 纳米SiO_2在纯环氧树脂中分散的触变效果

2.3.2 加入酸酐固化剂后体系温度触变现象

2.3.3 树脂体系的触变温度

2.3.4 树脂体系的红外分析

2.3.5 树脂体系的SEM分析

2.3.6 树脂体系的化学稳定性研究

2.3.7 纤维预浸实验研究

2.3.8 咪唑络合物对环氧树脂的潜伏性固化作用

2.3.9 环氧树脂/咪唑络合物体系温度触变性的讨论

2.4 本章小结

3 预浸湿法纤维缠绕技术用耐高温环氧树脂体系

3.1 前言

3.2 实验部分

3.2.1 实验原料

3.2.2 实验方法

3.2.3 仪器分析与性能测试

3.3 结果与讨论

3.3.1 TDE-85环氧树脂/酸酐体系耐温等级的研究

3.3.2 TDE-85环氧树脂/酸酐体系温度触变效果的配方研究

3.3.3 TDE-85环氧树脂/酸酐体系的触变温度

3.3.4 TDE-85环氧树脂/酸酐体系化学稳定性的讨论

3.3.5 具有温度触变效果的TDE-85环氧树脂/酸酐体系力学性能分析

3.4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢

发布时间: 2008-06-30

参考文献

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