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基于航空应用耐热型复合材料基体树脂的研究

作　者: 陈雯娜
导　师: 李淑琴
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 复合材料 耐热性 环氧树脂 双马来酰亚胺树脂
分类号: TQ323.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


本文以基于航空应用复合材料基体树脂为研究对象,针对复合材料耐热性要求,合成了新结构的耐热型环氧树脂,并对双马来酰亚胺树脂进行了改性。通过反应工艺调节对基团含量、链段结构进行设计和控制,将合成的树脂应用于复合材料Z-pin增强技术,取得了良好的层间增强效果。以低分子量液体双酚A型环氧树脂及双酚A为原料,分别选用三苯基膦、乙基三苯基醋酸膦、乙基三苯基氯化膦、乙基三苯基溴化膦、四苯基溴化膦为催化剂采用二步法(The Advancement-method)试验合成固体环氧树脂,研究了原料配比及升温历程对固体环氧树脂产物环氧当量的影响,确定了催化剂与反应条件等合成工艺参数。以液体环氧树脂和含刚性基团的4,4’-联苯二酚为原料,选用乙基三甲基溴化膦为催化剂,通过Advancement方法合成了含有联苯结构耐热型环氧树脂,采用4,4’-二氨基二苯基甲烷为固化剂,其固化物较普通双酚A型环氧树脂玻璃化转变温度提高15.2℃。通过Advancement方法设计合成了含萘环结构耐热型环氧树脂,研究了反应条件对反应产物分子量及分子量分布影响,通过Kissingger模型估算了该树脂的固化动力学常数。将该型树脂共混用于碳纤维复合材料拉挤,可提高复合材料的玻璃化转变温度。通过4,4’-二苯甲烷双马来酰亚胺与烯丙基双酚A高温预聚,通过调整引发条件合成出满足复合材料拉挤成型要求的改性双马来酰亚胺树脂,并由该树脂制备出耐热型碳纤维复合材料Z-pin,对其增强性能进行了系列研究。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-11
第一章 绪论  11-24
  1.1 耐热型环氧树脂  11-18
    1.1.1 概述  11
    1.1.2 提高耐热性的途径及研究进展  11-18
  1.2 双马来酰亚胺树脂  18-19
    1.2.1 概述  18
    1.2.2 改性途径  18-19
    1.2.3 拉挤用双马来酰亚胺树脂  19
  1.3 课题的提出  19-21
  1.4 课题的研究内容  21-24
第二章 Advancement法制备环氧树脂关键工艺技术研究  24-30
  2.1 实验部分  24-27
    2.1.1 主要原料及仪器  24
    2.1.2 实验方法  24-25
    2.1.3 催化剂的遴选  25-27
  2.2 结果与讨论  27-29
    2.2.1 Advancement法合成高纯固体环氧树脂  27
    2.2.2 原料配比对环氧树脂环氧当量影响  27-28
    2.2.3 反应体系的环氧当量随时间变化情况  28-29
  2.3 结论  29-30
第三章 含联苯结构耐热型环氧树脂合成及性能研究  30-37
  3.1 实验部分  30-31
    3.1.1 主要原料及表征方法  30
    3.1.2 合成工艺  30-31
    3.1.3 碳纤维复合材料样品制备  31
  3.2 结果与讨论  31-35
    3.2.1 树脂合成及表征  31-32
    3.2.2 原料配比对环氧当量及软化点的影响  32-33
    3.2.3 联苯结构环氧树脂耐热性能  33-35
  3.3 结论  35-37
第四章 含萘环结构耐热型环氧树脂的合成和性能研究  37-44
  4.1 实验部分  37-38
    4.1.1 主要原料及表征方法  37
    4.1.2 合成工艺  37-38
    4.1.3 固化物制备  38
  4.2 结果与讨论  38-43
    4.2.1 树脂合成及表征  38-39
    4.2.2 动态热固化行为  39-41
    4.2.3 树脂固化物动态热机械分析  41-42
    4.2.4 复合材料动态热机械性能分析  42-43
  4.3 结论  43-44
第五章 用于拉挤工艺双马来酰亚胺树脂改性及性能研究  44-59
  5.1 实验部分  44-47
    5.1.1 主要原料及表征方法  44
    5.1.2 改性双马来酰亚胺树脂试验  44-47
    5.1.3 合成工艺  47
  5.2 结果与讨论  47-57
    5.2.1 烯丙基双酚A 与4,4’-二苯甲烷双马来酰亚胺共聚原理  47-49
    5.2.2 NHZP-1双马树脂Z-pin拉挤工艺  49-52
    5.2.3 NHZP-1双马树脂耐热性分析  52-53
    5.2.4 NHZP-1双马树脂Z-pin 纤维体积含量及层间剪切强度  53-55
    5.2.5 桥率试验  55-57
  5.3 结论  57-59
第六章 总结与展望  59-61
  6.1 本文工作总结  59
  6.2 后继工作展望  59-61
参考文献  61-65
致谢  65-66
在学期间的研究成果及发表的学术论文  66

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 合成树脂与塑料工业 > 缩聚类树脂及塑料 > 环氧树脂及塑料
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