【摘 要】
：
针对单一固化剂难以兼顾耐热性和韧性的不足,研究了耐热性能较好的缩胺105和韧性较好的聚醚胺D230两种固化剂混掺对纳米SiO2环氧胶黏剂玻璃转变温度及高温下基本力学性能的影响.按一定固化条件制作了30个胶黏剂拉伸试件、21个碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)板-钢板双搭接试件,进行了高温及常温下的准静态拉伸试验、拉伸剪切试验,测试了相应胶黏剂的动态热机械性能,并与常用商品胶的耐热性能与力学性能进行比较,得到以下结论:随混掺固化剂中聚醚胺D230比重的增加,胶黏剂高温下的拉伸强度及弹性模量逐渐降低,断裂伸长
【机 构】
：
湖南工业大学 土木工程学院,株洲 412007;长沙理工大学 桥梁与建筑绿色建造与维护湖南省重点实验室,长沙 410114;长沙理工大学 桥梁与建筑绿色建造与维护湖南省重点实验室,长沙 410114;
论文部分内容阅读
针对单一固化剂难以兼顾耐热性和韧性的不足,研究了耐热性能较好的缩胺105和韧性较好的聚醚胺D230两种固化剂混掺对纳米SiO2环氧胶黏剂玻璃转变温度及高温下基本力学性能的影响.按一定固化条件制作了30个胶黏剂拉伸试件、21个碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)板-钢板双搭接试件,进行了高温及常温下的准静态拉伸试验、拉伸剪切试验,测试了相应胶黏剂的动态热机械性能,并与常用商品胶的耐热性能与力学性能进行比较,得到以下结论:随混掺固化剂中聚醚胺D230比重的增加,胶黏剂高温下的拉伸强度及弹性模量逐渐降低,断裂伸长率及应变能先增加后减小,缩胺105与聚醚胺D230两种固化剂混掺的推荐比例为1:2.随固化温度的升高,具有固化剂混掺较佳比例的胶黏剂的玻璃转变温度有所提升,综合技术与经济因素,推荐(较佳)固化条件为90℃、2 h.推荐比例与推荐固化条件的纳米SiO2环氧胶黏剂在环境温度20～70℃之间的拉伸强度及韧性均大大优于常用商品胶黏剂.基于推荐比例与推荐固化工艺的纳米SiO2胶黏剂粘结的CFRP板-钢板搭接接头,在70℃服役温度下的荷载-位移曲线存在屈服段,承载能力(较采用单一缩胺105和单一聚醚胺D230固化剂的搭接试件分别提升了104.03％、64.43％)和延性(为采用单一缩胺105固化剂的搭接试件的2.5倍以上)均大幅提升.高温和常温下的黏结-滑移本构均为三线性四边形.胶黏剂在满足耐热性的同时,需尽可能提升其韧性,才能有效提升CFRP-钢搭接界面的力学性能.相比于常用商品胶黏剂,研制的推荐胶黏剂粘结的CFRP板-钢板搭接接头具有优越得多的承载能力和界面断裂能.
其他文献
使用由双酚AF和4,4-二氟二苯甲酮缩聚而得的含氟聚芳醚酮(FPAEK)为树脂基体,以疏水气相SiO2和碳纳米管(CNT)为无机掺杂纳米粒子,采用一步喷涂法在铝板表面制备了一种SiO2-CNT/FPAEK超疏水涂层.研究发现,当SiO2和CNT掺杂量都为1wt％时,所得涂层的超疏水性能最好,其水接触角WCA可达到167°,滚动角SA为3°.该涂层的玻璃转化温度和初始分解温度分别达到170℃和480℃,热稳定性优异.将该涂层分别在pH=1的HCl溶液、pH=13的NaOH溶液和质量分数为3.5wt％的NaC
芳纶纳米纤维(ANF)具有大长径比、高比表面积、丰富的表面酰胺官能团和优异的力学性能,是制备高强度纳米复合材料的理想构筑单元.本文开发了一种新颖的水凝胶加工策略,用于制备ANF增强聚乙烯醇(PVA)复合薄膜,逐步优化了ANF的含量、水凝胶的预拉伸比和PVA组份的化学交联,表征分析了复合薄膜中ANF的分散、取向、PVA的交联形式及ANF与PVA之间的界面氢键作用,当ANF的质量分数为25wt％、水凝胶的预拉伸比为55％和采用氯化铜交联PVA基体时,复合薄膜的力学性能最优,其杨氏模量和拉伸强度分别高达(14.
超疏水材料在金属防腐领域具备巨大的潜在应用前景.为得到疏水性能及防腐性能俱优的纳米TiO2/环氧树脂复合涂层材料,首先以三甲氧基十七氟癸基硅烷和γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)对纳米TiO2表面功能化;以全氟辛基甲基丙烯酸酯对固化剂二乙烯三氨(DETA)进行氟化;最后通过一步共混法和两步喷涂法分别制备出两种复合涂层.利用FTIR、XPS、1HNMR分析氟化固化剂(F-DETA)和氟化纳米TiO2(f-TiO2)的物相组成和组织结构.接触角测试仪和静置实验表明,当三甲氧基十七氟癸基硅烷和γ-氨丙基三乙氧
首先制备氟化超支化聚氨酯(FHPU),然后与具有光热转化功能的普鲁士蓝(PB)纳米粒子复合,得到光热转换功能的PB/FHPU超疏水防结冰复合涂层材料.利用FTIR、TGA和DSC等测试分析了FHPU和PB/FHPU超疏水防结冰复合涂层材料的结构及性能,通过光热转换实验证明了复合涂层材料出色的光热性能;深入探究了PB纳米粒子的添加量对复合涂层材料表面性质和光热转化性能的影响.结果表明,当PB质量占FHPU的13％时,复合涂层材料可形成具有微纳结构的复合涂层,涂层表面最大接触角达157°,滚动角为1.8°.同
高分子表面活性剂被广泛应用于科学研究及食品、农业、纺织等工业领域.为了减少在大多数实际应用过程结束后失去活性的高分子因残留引起的副作用,设计并开发新型的开关型高分子表面活性剂具有重要的意义和应用价值.为此,通过自由基聚合法制备了一种CO2开关型高分子表面活性剂聚(甲基丙烯酸二乙氨基乙酯-乙烯基磺酸钠)(P(DEAEMA-SVS)).采用1H-NMR谱和GPC谱研究聚合物的结构与分子量分布.通过表面张力和界面张力的变化研究P(DEAEMA-SVS)乳液的稳定性.当甲基丙烯酸二乙氨基乙酯(DEAEMA)/乙烯
应用于柔性显示的聚酰亚胺(Polyimide,PI)膜要求高透明性和低热膨胀系数CTE,而目前高透明聚酰亚胺的CTE普遍高于40×10?6/℃.本研究采用同质增强法,将高强度的纳米PI纤维与无色透明热塑性含氟聚酰亚胺(PI-F)复合,得到的纳米PI纤维增强PI-F基复合薄膜不仅保持PI-F的高透明,同时具有更低的CTE和优异的拉伸性能.研究结果表明:纳米尺寸的纤维可减少光透过时发生的散射,使复合薄膜维持了较高的透明性.当纳米PI纤维质量分数为10％时,在可见光区其透光率达到80.5％,与纯PI-F薄膜相比
研究了三维编织碳纤维-玻璃纤维/双马来酰亚胺树脂复合材料和层合碳纤维-玻璃纤维/双马来酰亚胺树脂复合材料在200℃和250℃分别老化10、30、90、120和180天后的弯曲和剪切性能的变化.结果显示热氧环境下,纤维/双马来酰亚胺树脂基体界面性能随着老化时间的延长而显著下降,且编织复合材料老化后的弯曲和剪切性能保留率大于层合复合材料.这是由于编织复合材料中沿厚度方向的Z向纱将所有纱线捆绑为一个整体结构抵抗外力,且在热氧老化造成复合材料之间产生裂纹时,Z向纱的存在可以阻挡裂纹的扩展,减缓材料的老化速率.这说
针对碳纤维增强树脂复合材料(Carbon fiber-reinforced plastic,CFRP)齿槽加工中易产生分层缺陷的问题,尤其以切出侧最严重.根据齿槽加工中分层缺陷的形成过程,重点构建CFRP齿槽加工切出侧最表层材料分层形成的临界切削力模型,并以平纹编织CFRP为研究对象,采用T型铣刀进行试验,从力学角度揭示齿槽加工中分层缺陷的形成机制.结果表明:齿槽上下两侧的经向纤维分层缺陷较小;A情形(有支撑)、B情形(无支撑)下纬向纤维分层缺陷产生的临界切削力均较小,因此,齿槽加工中分层缺陷均易产生,尤
为明确高温后碳纤维增强树脂复合材料(Carbon fiber reinforced polymer,CFRP)筋材及其粘结型锚固系统的力学性能,以筋材的处理温度为试验参数,完成了12个筋材试件的轴向拉伸试验;以粘结式锚具的处理温度和粘结长度为试验参数,完成了36个试件的锚固性能试验.结果表明:对于筋材轴向拉伸试件,处理温度为100℃时,筋材静力性能与常温试件相比未发生明显变化,筋材经历200℃和300℃温升作用后,其抗拉强度、弹性模量和极限拉应变较常温试件分别下降了6.4％、8.2％、3.8％和16.6％
基于压拉平衡为特征的新一代先进复合材料的需求,开展了碳纤维截面形状和尺寸对碳纤维/环氧树脂复合材料压缩强度的影响研究.有限元模拟和试验结果均表明,增大碳纤维直径可以提高复合材料压缩强度.另外碳纤维截面形状也对复合材料压缩强度有影响,圆形截面优于椭圆形截面.