论文题目: 碳纤维/乙烯基酯树脂拉挤复合材料的制备及应用研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 材料加工工程
作者: 李鹏
导师: 余鼎声,杨小平
关键词: 乙烯基酯树脂,碳纤维,复合材料,固化,拉挤工艺,抽油杆
文献来源: 北京化工大学
发表年度: 2005
论文摘要: 基于国内石油开采出现的深井、超深井以及腐蚀性油井对抽油杆提出的轻质、高强、抗疲劳、耐腐蚀、耐磨损等综合性能的现实需要,研制一种抽油杆用连续拉挤的碳纤维/乙烯基酯树脂复合材料。碳纤维拉挤复合材料制备的关键在于充分了解乙烯基酯基体树脂的固化特性、树脂的结构与性能的关系,以便优化拉挤工艺的同时充分发挥基体树脂的性能;其次,复合材料界面是制备高性能碳纤维拉挤复合材料必须进行深入研究的方面;另外所制备的复合材料的结构性能的表征以及拉挤复合材料作为连续抽油杆实际应用等新技术而带来的一系列问题也是必须解决的。基于此,本文系统研究了树脂基体结构与性能的关系、引发体系对基体树脂的固化动力学及结构与性能的影响、拉挤工艺的影响因素、单向复合材料结构性能及应用等方面的内容。 树脂的微观结构决定其力学性能,乙烯基酯树脂微观结构的一个重要特征就是凝胶粒子和两相结构的存在。采用SEM、DSC研究了乙烯基酯树脂固化过程中凝胶粒子的形成过程及两相结构对固化放热的影响,结果表明,凝胶粒子在固化树脂中呈群状分布,每群凝胶粒子的最大尺寸为20μm左右,每群凝胶粒子由许多独立凝胶粒子组成;凝胶粒子的形成使树脂产生了两相结构,使树脂的恒温DSC残余放热呈双峰分布;树脂的固化条件影响其微观结构。力学性能测试的结果表
论文目录:
第一章 文献综述
前言
1.1 乙烯基酯树脂的结构与性能
1.2 乙烯基酯树脂的固化过程的研究
1.2.1 固化机理和固化方式
1.2.2 乙烯基酯树脂固化过程的研究
1.3 拉挤成型用树脂基材
1.4 增强材料
1.5 拉挤工艺参数
1.5.1 成型温度
1.5.2 温度的确定
1.5.3 拉挤速度的确定
1.6 增强纤维对基体树脂固化行为的影响
1.7 复合材料的界面
1.8 工业化抟挤成型技术的新进展
1.8.1 编织—拉挤复合成型工艺
1.8.2 缠绕—拉挤复合成型工艺
1.8.3 三维拉挤工艺
1.9 热塑性复合材料的拉挤成型
1.10 碳纤维连续抽油杆的应用背景及国内外研究和发展现状
1.11 本论文研究的背景、内容及目的
参考文献
第二章 乙烯基酯树脂基体等温固化过程中的微观结构及力学性能研究
2.1 前言
2.2 试验部分
2.2.1 原材料
2.2.2 实验方法
2.2.3 试验设备
2.3 结果与讨论
2.3.1 不同固化条件下树脂凝胶粒了的微观形态
2.3.2 树脂体系的微观结构及等温DSC的残余热分析
2.3.3 固化条件对乙烯基酯树脂双键转化率的影响
2.3.4 固化条件对乙烯基酯树脂的机械性能的影响
2.3.5 固化条件对树脂的动态机械性能的影响
2.4 本章小结
2.5 参考文献
第三章 过氧化物引发体系对乙烯基酯树脂的固化、微观结构和力学性能的影响
3.1 前言
3.2 试验部分
3.2.1 原材料
3.2.2 实验方法
3.3 结果与讨论
3.3.1 引发剂的联用对树脂固化动力学的影响
3.3.2 引发剂的联用对固化树脂微观结构的影响
3.3.3 固化树脂的静态力学性能比较
3.4 本章小结
3.5 参考文献
第四章 乙烯基酯树脂/碳纤维复合材料固化过程的研究
4.1 前言
4.2 实验部分
4.2.1 实验原材料
4.2.2 试验方法
4.3 DMTA等温固化动力学模型
4.4 结果与讨论
4.4.1 乙烯基酯树脂复合材料等温固化过程的DSC研究
4.4.2 乙烯基酯树脂复合材料等温固化过程的DMTA研究
4.4.3 复合材料的后固化
4.4.4 复合材料的等温固化动力学
4.5 本章小结
4.6 参考文献
第五章 碳纤维/乙烯基酯树脂复合材料拉挤工艺及性能研究
5.1 前言
5.2 实验部分
5.2.1 原材料
5.2.2 实验设备
5.2.3 测试设备
5.2.4 实验方法
5.3 结果与讨论
5.3.1 温度及速度对复合材料拉挤工艺性能影响
5.3.2 内脱模剂及碳纤维含量对拉挤工艺的影响
5.3.3 界面性能对复合材料力学性能的影响
5.4 本章小结
5.5 参考文献
第六章 碳纤维复合材料连续抽油杆的性能和应用研究
6.1 前言
6.2 实验部分
6.2.1 原料
6.2.2 实验方法
6.2.3 分析测试
6.2.4 碳纤维抽油杆的应用试验
6.3 结果与讨论
6.3.1 碳纤维抽油杆的接头设计
6.3.2 碳纤维抽油杆的使用性能
6.3.3 碳纤维抽油杆的杆柱设计及应用分析
6.4 本章小结
6.5 参考文献
结论
致谢
攻读学位期间发表的学术论文
发布时间: 2005-09-26
参考文献
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