納米SiO2改性環(huán)氧樹脂及其復(fù)合材料低溫力學(xué)性能研究.pdf

1、由于復(fù)合材料具有質(zhì)輕、力學(xué)性能優(yōu)異等一系列優(yōu)點，使復(fù)合材料壓力容器減重效果明顯，因此在航天器的推進系統(tǒng)等重要領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。本文在已有樹脂基體的基礎(chǔ)上對復(fù)合材料樹脂基體進行改性，并在常溫和低溫條件下研究了改性樹脂對復(fù)合材料的界面、力學(xué)性能的影響。希望能制備出性能優(yōu)異的復(fù)合材料單向板，為樹脂基復(fù)合材料液氧貯箱的研究提供材料技術(shù)支持和儲備。
　　用差示掃描量熱法研究了樹脂基體的固化反應(yīng)，并借助于傅立葉紅外光譜初步探索了樹脂基體

2、固化反應(yīng)的機理。通過對動態(tài)接觸角、微脫粘、復(fù)合材料及樹脂澆鑄體力學(xué)性能測定及斷口形貌表征分析，考察了納米SiO2改性樹脂對復(fù)合材料常溫和低溫條件下基體、界面和復(fù)合材料力學(xué)性能的影響，以及低溫環(huán)境對復(fù)合材料的基體、界面和力學(xué)性能影響。
　　固化反應(yīng)動力學(xué)分析驗證了固化反應(yīng)工藝的合理性，得到了樹脂體系固化反應(yīng)的表觀活化能為90.58 kJ/mol，表觀反應(yīng)級數(shù)n為0.95。研究結(jié)果表明，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14％樹脂體系可以達到常溫復(fù)合材料單向

3、板纏繞的要求，固化反應(yīng)前80℃保持60min能夠使樹脂和纖維的相互浸潤。另外，質(zhì)量含量為1%納米SiO2改性樹脂能夠改善樹脂的沖擊強度、界面的剪切強度和復(fù)合材料單向板層間剪切強度，尤其是低溫材料的性能顯著改善。研究結(jié)果表明，低溫條件下樹脂的沖擊強度降低，樹脂復(fù)合材料界面剪切強度提高，納米SiO2改性樹脂復(fù)合材料低溫界面剪切性能降低。在常溫條件下制備的復(fù)合材料單向板，其彎曲強度為1617.76MPa，彈性模量為108.45GPa，層間剪切