高性能环氧树脂浇注料的制备与性能研究

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环氧树脂具有浇注工艺简单、流动性强、耐介质性能优异、对金属无腐蚀以及力学性能强等特性,在船舶发动机浇注垫片领域应用前景远大。船舶的动力系统是船舶至关重要的部位,发动机是整艘船的动力来源,确保动力系统的安全使用和减少振动的负面影响十分重要,因此制备高性能的环氧树脂浇注料具有非常重要的意义。本论文引入自制超支化环氧树脂(EHBP)和三官能度树脂4,5-环氧己烷-1,2-二甲酸二缩水甘油酯(TDE-85)对基体树脂双酚A型环氧树脂增韧增强;加入硅微粉填料改善环氧树脂浇注料的强度与阻尼隔振性能;添加功能填料纳米二氧化硅、氧化石墨烯、短切碳纤维增强树脂浇注料力学性能、耐热性能和阻尼隔振性能。本文主要研究内容:1、研究了超支化环氧树脂(EHBP)和多官能度树脂(TDE-85)的添加量对环氧树脂浇注料基体树脂的影响。研究发现,EHBP对环氧树脂浇注料基体树脂有一定的增韧效果,并在5 wt%时到达最优;TDE-85树脂对环氧树脂浇注料基体树脂有很好的增强作用,将基体树脂的压缩模量提高至2.70 GPa。通过动态力学分析和激励源震动模式,对环氧树脂浇注料的阻尼隔振性能进行分析发现,引入适量的EHBP组分,对环氧树脂浇注料隔振性能有一定降低作用,而适当引入一定量环氧树脂TDE-85使材料隔振性能提高了137%。2、研究了硅微粉的颗粒级配、添加量、以及表面处理对环氧树脂浇注料的增强效果以及阻尼、隔振性能的影响研究。通过对硅微粉颗粒级配、添加量、以及表面处理的优化,提高了浇注料的力学性能,压缩模量可达4.55 GPa,压缩蠕变量为0.34%。通过动态力学分析和激励源震动模式分析发现,环氧树脂浇注料阻尼因子为0.57,整体的隔振效果最佳,在全频率范围内的隔振量为7.12 d B。3、探究了功能填料纳米二氧化硅、氧化石墨烯、短切碳纤维的用量对环氧树脂浇注料的影响。研究发现,纳米二氧化硅、氧化石墨烯、短切碳纤维均对环氧树脂浇注料有明显的增强作用,通过优化功能填料含量,浇注料的压缩模量可达5.10 GPa,压缩蠕变量为0.27%,并使环氧树脂浇注料在低温0℃、高温60℃下,有优异的力学性能保留率。通过阻尼隔振性能分析,引入适量的纳米二氧化硅、氧化石墨烯、短切碳纤维,均对环氧树脂浇注料阻尼隔振性能有一定削减作用,环氧树脂浇注料阻尼因子为0.57,隔振量为4.70 dB。
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