自修復環(huán)氧樹脂復合材料的制備及性能研究.pdf

1、復合材料在生活中應用非常廣泛,但復合材料在使用過程中受周圍環(huán)境影響,會不可避免地產(chǎn)生微裂紋、局部損傷以及內(nèi)部分層等缺陷,如不及時修復,將帶來嚴重的隱患。而內(nèi)部損傷很難被使用者檢測,它又常常成為材料使用性能,尤其是力學性能劣化的直接因為,從而對復合材料的使用帶來嚴重地隱患。為此提出具有自診斷、自修復功能的智能復合材料,這種材料可以在基體損傷后,采用粘結(jié)材料和基體相復合的方法對材料的損傷破壞進行自修復,恢復材料原有的性能。為研究該智能材料,

2、選用一種熱固性樹脂-環(huán)氧樹脂作為基體材料,熱塑性材料縮水甘油封端基雙酚A-環(huán)氧氯丙烷共聚物作為修復劑,研究修復劑的填充量、修復溫度、修復時間對基體材料修復效率的影響；同時研究自修復材料的多次修復能力；用化學改性的方法改性修復劑提高材料的修復效率。
　　 對添加了未改性修復劑的試樣的研究結(jié)果表明,隨著修復劑填充量的增加,復合材料修復效率提高；修復溫度升高,將提高環(huán)氧樹脂的修復效率；修復時間地增加同樣提高自修復材料的修復效率；隨著修

3、復次數(shù)地增加,修復效率降低,未添加修復劑的試樣120℃6 h三次修復比一次修復效率降低15.2％,修復劑填充量為10 wt％的試樣同等條件下三次修復比一次修復修復效率僅降低10.5％；金相顯微照片顯示,修復劑的加入改善了裂紋的修復效果。
　　 對修復劑縮水甘油封端基雙酚A-環(huán)氧氯丙烷共聚物,用3-苯基丙酸通過熔融法和溶液法地改性研究表明,兩種化學方法都能成功地改性修復劑,封鎖修復劑分子鏈末端的環(huán)氧基；催化劑的加入,使修復劑的開環(huán)

4、反應更加徹底；熔融法改性修復劑的改性效果不如溶液法;溶液法改性時,改性溫度為60℃,改性時間為8 h時,加入催化劑的改性效果最好。
　　 對添加了熔融法改性修復劑的試樣的研究表明,修復效率隨著修復劑含量地增加而提高；隨修復時間地增加修復效率提高；修復溫度升高修復效率提高；多次修復效率得到一定的提高,修復劑填充量為10 wt％的試樣120℃,6 h修復時一次修復和三次修復的效率差僅為5.4％；含有10 wt％熔融法改性修復劑的試樣

5、120℃修復9 h后,金相顯微鏡17.5倍放大照片中,裂紋幾乎觀察不到,而在112.5倍放大的情況下,仍能隱約看到試樣表面有裂紋存在。
　　 溶液法改性修復劑修復效率的規(guī)律和熔融法改性修復劑相似,多次修復效率比熔融法改性修復劑的修復效率進一步提高,修復劑填充量為10wt％的試樣120℃,6 h修復時一次修復和三次修復的效率差為3.8％,且金相顯微照片顯示,120℃修復9 h后,即使放大112.5倍放大也觀察不到裂紋。