【摘 要】
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当下,众多领域都离不开复合材料,而复合材料所具有的优秀性能也要远远超过单一材料。随着对复合材料不断的探索与研究,它的基体也变得多种多样。其中,树脂基复合材料因其更高的性能、更低的质量,在航空航天、船舶潜艇、军事战略及生活各处中都有着广泛的应用。酞腈树脂是一类研究时间较短的热固性树脂,对其系统的研究起始于上世纪70年代。近些年,国内众多科研学者不断发掘酞腈树脂的潜力,其卓越的热稳定性与热氧稳定性也是
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当下,众多领域都离不开复合材料,而复合材料所具有的优秀性能也要远远超过单一材料。随着对复合材料不断的探索与研究,它的基体也变得多种多样。其中,树脂基复合材料因其更高的性能、更低的质量,在航空航天、船舶潜艇、军事战略及生活各处中都有着广泛的应用。酞腈树脂是一类研究时间较短的热固性树脂,对其系统的研究起始于上世纪70年代。近些年,国内众多科研学者不断发掘酞腈树脂的潜力,其卓越的热稳定性与热氧稳定性也是酞腈树脂良好应用前景的基础。同时它的一些功能特性如低介电性、阻燃性能等也逐渐被开发。但酞腈树脂在某些方面的表现仍有不足,如树脂的固化物脆性大、固化时间较长、固化温度较高等,这也在一定程度上限制了树脂的应用,所以酞腈树脂改性的研究就具有十分重要的意义。本文针对酞腈树脂固化效率低及固化物较脆的问题,使用白云母对自催化型酞腈树脂PN75进行共混改性,并深入探究树脂的固化机制与机理。同时,探索云母对酞腈树脂及其复合材料性能的影响。研究了酞腈树脂PN75与改性树脂的结构与流变行为,探索云母对树脂的加工性能的影响。从结果来看树脂与共混树脂的加工温度均为130℃,但共混树脂的凝胶温度有所提前,加工窗口有所减小。对树脂与共混树脂的固化行为进行深入探索,通过表征树脂不同升温速率下的DSC曲线,利用外推法得出两组改性树脂的固化温度分别降低10℃与20℃,后固化温度也用相同的下降趋势。从固化动力学角度分析云母对树脂固化效率的影响,树脂的固化活化能由37.024k J/mol最低降至32.089k J/mol。对树脂进行热稳定性能表征,改性树脂在氮气氛围下800℃残重率最高可达76.87%。对树脂的力学性能进行测试,弯曲强度较纯树脂提升44.87%与55.97%,断裂位移延伸了17.97%与25.51%。测试了树脂与共混树脂的介电性能,介电常数由3.3最低降至2.5,是优秀的低介电材料。采用碳纤维对酞腈树脂进行增强,通过手糊法制备复合材料预浸料,并用热压法制备树脂与改性树脂的复合材料。对复合材料性能进行表征发现3%云母掺量的组分性能更佳,其热稳定性能有所提升,玻璃化转变温度提升了26℃,氮气氛围下800℃的残重率达到85.07%。对复合材料的力学性能与热机械性能进行表征,改性树脂复合材料的弯曲强度、层间剪切强度、刚度均所提升。测试了材料的极限氧指数,各组分数值均在55左右,可以作为优秀的阻燃材料去使用。
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