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碳纖維基體樹脂復合材料
來源:
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作者:pro10845f02
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發(fā)布時間: 2014-08-28
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復合材料界面強度的提高，很大程度上依靠纖維表面性能。纖維表面處理方法有很多，其中涂層法最為簡單實用，這類表面處理劑主要為有機硅偶聯(lián)劑、鈦酸酯、絡合物等，在一定條件下涂覆在纖維表面，用于提高復合材料的界面剪切強度。但是，使用這些處理劑后，對于高模量的某些纖維界面強度提高小，甚至沒有效果。通常的環(huán)氧樹脂雖然對金屬材料具有良好的粘接強度，但是粘接非金屬材料強度低，特別是對纖維，因此現(xiàn)有技術制備的環(huán)氧樹脂用于制備M族碳纖維/基體樹脂復合材料時存在界面強度低的問題且利用現(xiàn)階段技術制備的M族碳纖維/基體樹脂復合材料界面強度低。
為解決現(xiàn)有制備方法所制備的環(huán)氧樹脂無法用于制備高界面強度的M族碳纖維/基體樹脂復合材料的問題和利用現(xiàn)階段技術制備的M族碳纖維/基體樹脂復合材料界面強度低的問題，國內最新研制成功一種環(huán)氧樹脂組合物的制備方法及利用其制備高界面強度的M族碳纖維/基體樹脂復合材料的方法。
具體是按照以下步驟進行的:
步驟一:稱量:按重量份數(shù)稱取70?100份的環(huán)氧樹脂、I?10份的聚丙烯酸、I?10份的聚氨酯和0.01?0.1份的催化劑；
步驟二:將步驟一稱取的70?100份的環(huán)氧樹脂加熱到140°C?160°C，然后加入步驟一稱取的I?10份的聚丙烯酸和I?10份的聚氨酯，再加入步驟一稱取的0.01?0.1份的催化劑，在溫度為140?160°C的條件下反應1.2h?1.8h，得到環(huán)氧樹脂組合物。
利用上述環(huán)氧樹脂組合物制備M族碳纖維/基體樹脂復合材料的方法，具體是按照以下步驟進行的:
步驟一:將環(huán)氧樹脂組合物冷卻至40°C?60°C時加入稀釋劑I，制成環(huán)氧樹脂組合物溶液，溶液中環(huán)氧樹脂組合物的質量分數(shù)為40?60%。
步驟二:將基體樹脂溶解在稀釋劑II中制成基體樹脂溶液，溶液中基體樹脂的質量分數(shù)為40?60%；
步驟三:將基體樹脂溶液和環(huán)氧樹脂組合物溶液按照重量份數(shù)配比基體樹脂溶液:環(huán)氧樹脂組合物溶液100:(5?25)，并在室溫條件下進行混合，直到混合均勻，得到混合樹脂溶液；
步驟四:采用連續(xù)浸潰法，通過擠膠輥牽引，利用混合樹脂溶液在膠槽中對單束M族碳纖維進行浸潤，M族碳纖維纏繞在固定柱上40?60匝，將纏繞在固定柱上的M族碳纖維在溫度為65°C?75°C的條件下進行干燥，干燥時間為0..8h?1.2h，即得到M族碳纖維/基體樹脂復合材料的毛坯料；
步驟五:將M族碳纖維/基體樹脂復合材料的毛坯料置于模具中，然后利用平板硫化機XLB-D0.5MN在壓強為0.7MPa?0.8MPa條件下進行模壓成型，最后通過固化處理，得到M族碳纖維/基體樹脂復合材料；
新技術優(yōu)點:
新技術提供一種環(huán)氧樹脂組合物的制備方法，該方法制備出的環(huán)氧樹脂組合物能制備高界面強度的M族碳纖維/基體樹脂復合材料，同時通過利用新技術的方法制備的環(huán)氧樹脂所制備M族碳纖維/基體樹脂復合材料的有界面強度高的優(yōu)點。在上述環(huán)氧樹脂組合物加入量為5份的情況下(按基體樹脂重量分數(shù)配比為100份計算)相比單純加入環(huán)氧樹脂制備的M族碳纖維/基體樹脂復合材料界面剪切強度提高10.1%，相比不加入環(huán)氧樹脂或環(huán)氧樹脂組合物的M族碳纖維/基體樹脂復合材料界面剪切強度提高了3.1%。加入量為5?25份的M族碳纖維/基體樹脂復合材料界面剪切強度達到43.3MPa?47.6MPa。
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