短切碳纖維增強(qiáng)乙烯基酯樹脂片狀模塑料的制備與表征.pdf

1、片狀模塑料模壓成型作為一種先進(jìn)的樹脂基復(fù)合材料成型方法一經(jīng)問世便廣泛應(yīng)用于汽車行業(yè)。近年來，汽車工業(yè)的快速發(fā)展對片狀模塑料的性能提出了更高的要求，特別是汽車的輕量化要求片狀模塑料向著輕質(zhì)高強(qiáng)的方向繼續(xù)發(fā)展?；诖藗鹘y(tǒng)的玻璃纖維增強(qiáng)片狀模塑料已經(jīng)不能滿足汽車的需求，而碳纖維增強(qiáng)片狀模塑料逐漸成為了研究的熱點(diǎn)。一直以來碳纖維片狀模塑料沒有得到廣泛開發(fā)和利用的主要原因在于碳纖維昂貴的價(jià)格。碳纖維價(jià)格的逐年下降使得碳纖維增強(qiáng)片狀模塑料大范圍地應(yīng)

2、用于普通汽車成為了可能。本文即對碳纖維片狀模塑料的配方以及制備和成型工藝進(jìn)行了系統(tǒng)的前瞻性的研究。
　　通過對材料體系的設(shè)計(jì)，確定片狀模塑料的主要組分為T700碳纖維和Atlac XP810X型乙烯基酯樹脂。采用旋轉(zhuǎn)流變儀的方法研究了影響乙烯基酯樹脂增稠性能的主要因素，并通過紅外光譜法分析了兩種增稠劑的增稠機(jī)理。根據(jù)研究結(jié)果提出了復(fù)合增稠的方法，并優(yōu)化了復(fù)合增稠體系的配方，確定氧化鎂和甲苯二異氰酸酯的比例為1.2：3.0。接下來利

3、用等溫差示掃描量熱儀（DSC）對體系的固化性能進(jìn)行了研究，根據(jù)測試結(jié)果建立了單引發(fā)和復(fù)合引發(fā)等溫動(dòng)力學(xué)模型，并通過復(fù)合引發(fā)動(dòng)力學(xué)模型優(yōu)化了復(fù)合引發(fā)體系的配方為1.2％的TBPB加0.3%的BPO。體系的升溫固化過程由升溫DSC和升溫流變進(jìn)行研究，根據(jù)研究結(jié)果制定了復(fù)合引發(fā)的固化工藝為模具預(yù)熱至100℃，加料加壓，在115℃下固化，固化完成后在125℃下完成后固化。此外，本文還通過旋轉(zhuǎn)流變儀研究了不同體系的貯存穩(wěn)定性，結(jié)果表明復(fù)合增稠和復(fù)

4、合引發(fā)體系的貯存時(shí)間達(dá)到了60天以上。在以上研究結(jié)果的基礎(chǔ)上，本文制備了碳纖維增強(qiáng)乙烯基酯樹脂片狀模塑料板材，并對其力學(xué)性能和界面性能進(jìn)行了表征，得到了令人滿意的結(jié)果。
　　本文對碳纖維片狀模塑料配方和成型工藝的研發(fā)能夠?yàn)槠涔I(yè)化生產(chǎn)提供強(qiáng)有力的理論基礎(chǔ)。等溫動(dòng)力學(xué)模型的完善不僅能更加精確地控制固化反應(yīng)的程度，還能通過計(jì)算更準(zhǔn)確地優(yōu)化復(fù)合引發(fā)體系的配方。另外，復(fù)合增稠體系和復(fù)合引發(fā)體系的成功使用縮短了生產(chǎn)周期，降低了生產(chǎn)成本，提高