胺類固化劑的種類與當量比對交聯(lián)網(wǎng)絡及對固化物和復合材料性能研究.pdf

1、隨著人們對材料性能越來越高的要求,環(huán)氧樹脂及碳纖維復合材料得到了迅速的發(fā)展。在生產(chǎn)制備碳纖維復合材料的過程中,樹脂基體的模量對最終復合材料的性能有著重要的影響。樹脂基體中胺類固化劑的用量占到了固化劑總量的一半以上,胺類固化劑結(jié)構多種多樣,固化得到的固化物的性能也各不相同,所以合理地選用固化劑的種類和用量是一件非常有意義的事情。了解不同種類、不同柔順性的胺類固化劑對環(huán)氧樹脂固化物和碳纖維復合材料性能的影響是本課題研究的首要任務。本課題的主

2、要工作如下:
　　(1)研究固化劑與環(huán)氧樹脂的當量比對環(huán)氧樹脂固化物的交聯(lián)網(wǎng)絡結(jié)構以及力學性能的影響,為了全面的說明問題,選用柔性固化劑D230和剛性固化劑DDM,固化劑與環(huán)氧樹脂的當量比的范圍為0.8到1.6。通過測試發(fā)現(xiàn)在等當量比附近時,固化物的交聯(lián)網(wǎng)絡最為完整,得到固化物的Tg最高,然而其力學性能最差;在環(huán)氧樹脂過量或者胺類固化劑過量的體系中,固化物的交聯(lián)網(wǎng)絡不完整,但力學性能可以變好,特別是模量隨當量比的變化趨勢最為明顯,

3、并通過對自由體積大小和力學性能等測試,建立了當量比對固化物力學性能影響的懸垂鏈段模型。
　　(2)研究柔順性不同的三種胺類固化劑對兩種碳纖維復合材料性能的影響。選用柔順性依次減弱的D230、DMDC和DDM三種胺類固化劑,三種固化劑的結(jié)構不同,分別為聚醚胺型、脂環(huán)胺型和芳香胺型固化劑;碳纖維選用高模量碳纖維M40與高強度碳纖維T700,通過研究發(fā)現(xiàn),柔順性好的固化劑得到的固化物模量高、自由體積小、熱膨脹系數(shù)低、界面結(jié)合性好、復合材