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片状模塑料(SMC)作为一种先进复合材料,自发明之初就获得广泛的关注,凭借其优异的加工性能、良好的力学性能、材料的可设计性等诸多优点在汽车行业上应用广泛,对于汽车轻量化和新能源汽车的发展起到了巨大的推动作用。但是用于片状模塑料的不饱和树脂基体固化收缩率较大(7%~10%),而这种收缩会导致制品在成型过程中产生变形和翘曲,影响尺寸精度以及表面质量,更严重的情况会导致制品开裂,同时不饱和树脂基体的耐热性能较低,也限制了其应用。目前,使得不饱和聚酯树脂保持较低收缩率的方法主要是通过加入低收缩添加剂(LPA)来实现。但由于LPA的加入使得树脂固化后的力学性能大大降低,因此,如何在实现低收缩的情况下还能保证良好的力学性能就显得尤为重要。本课题选用乙烯基酯树脂作为树脂基体,研制一种新型LPA,使得树脂体系在获得较低收缩率的情况下还能提升其力学性能。本课题从分子结构设计和LPA抗收缩机理出发,采用复合LPA的方法,分别选取抗收缩性能较好的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)以及氧化石墨烯(GO)进行表面改性。首先通过本体聚合方法将聚醋酸乙烯酯(PVAc)接枝到SBS表面获得了SBS-g-VAc产物,经FT-IR和1H NMR验证了接枝反应的成功进行。其次采用改进Hummer法制备了GO,并将硅烷偶联剂KH570接枝到GO表面(KH570-GO),通过FT-IR和XPS证实了反应成功进行,并分析了KH-570和GO的反应机理。通过热失重分析证实了KH570-GO耐热性能提高了约20oC左右。经过相容性分析和测试证明经过接枝改性的SBS和乙烯基酯树脂具有较好的相容性,观察固化后在树脂中分散均匀,微粒直径在0.5-2μm之间。通过低收缩配方优化得出复合LPA的最佳添加量为9%SBS-g-VAc和0.5%KH570-GO,此时树脂体系的收缩率为1.92%。通过DSC分析了树脂体系的固化反应动力学,并计算了固化反应活化能Ea=176.76k J/mol,反应级数n=0.96,得出了反应速率方程。加入复合LPA的树脂浇注体试样拉伸强度和拉伸模量分别提升了约21%和8%,断裂伸长率提升了约39%,通过SEM图像分析,KH570-GO的加入使得断口形貌更为粗糙,起到了填补微孔,分散载荷的作用,提升了材料的强度和韧性。复合LPA的加入提升了树脂体系的玻璃化转变温度,从108.6oC提升到128.5oC,增加了其热稳定性。加入复合LPA的碳纤维SMC复合材料的界面剪切强度,拉伸、弯曲性能均有提高。观察SEM图像在断裂的碳纤维表面包覆有树脂残渣,证明了复合LPA的加入增加了树脂体系对纤维的浸润性和界面结合强度,增强了树脂和纤维间的应力传递,从而提升了材料的力学性能。