Z-pin固化度對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能影響的研究.pdf

1、本文將Z-pin作為一種新型材料，以Z-pin的固化度為研究對(duì)象，從不完全固化Z-pin的制備著手，首先探索了環(huán)氧樹(shù)脂體系不完全固化Z-pin技術(shù)，并通過(guò)一些簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)進(jìn)行了不完全固化Z-pin增強(qiáng)層合板的機(jī)理分析，最后對(duì)雙馬樹(shù)脂基體Z-pin增強(qiáng)層合板體系進(jìn)行了大量試驗(yàn)，總結(jié)了Z-pin固化度對(duì)層合板性能影響的規(guī)律。
　　通過(guò)調(diào)整Z-pin拉擠工藝中的拉擠速度、模具溫度及烘道溫度三個(gè)因素成功制備了可用于植入的不完全固化Z-pin

2、，并得到環(huán)氧樹(shù)脂體系以及雙馬樹(shù)脂體系能夠滿足植入要求的Z-pin所需最低固化度及與其相對(duì)應(yīng)的拉擠工藝參數(shù)。以環(huán)氧FW-125樹(shù)脂為基體的Z-pin，滿足植入要求的最低固化度為69.94％，相應(yīng)的拉擠工藝參數(shù)為：模具溫度99℃，烘道溫度99℃，拉擠速度10mm/s；以雙馬NHZP-1樹(shù)脂為基體的Z-pin，滿足植入要求的最低固化度為78.56%，相應(yīng)的拉擠工藝參數(shù)為：膠槽溫度89℃，模具溫度120℃，烘道溫度220℃，拉擠速度3.3mm/

3、s。
　　通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析了Z-pin的固化度對(duì)層合板性能影響的機(jī)理，發(fā)現(xiàn)Z-pin的固化度主要通過(guò)影響Z-pin與層合板界面的化學(xué)結(jié)合過(guò)程來(lái)決定層合板的最終性能，低固化度Z-pin中未固化的樹(shù)脂能夠與層合板發(fā)生更多的共固化反應(yīng)，導(dǎo)致其界面結(jié)合強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于完全固化的Z-pin增強(qiáng)的層合板。當(dāng)Z-pin的增強(qiáng)模式為Z-pin與層合板之間的界面產(chǎn)生破壞并且Z-pin被外力從層合板中拔出時(shí)，Z-pin的固化度對(duì)層合板的層間性能產(chǎn)生顯著影

4、響，低固化度的Z-pin增強(qiáng)層合板的層間性能得到較大的提高，提高幅度可以達(dá)到38%；而當(dāng)Z-pin的增強(qiáng)模式為Z-pin受到剪力而斷裂破壞時(shí)，Z-pin的固化度對(duì)層合板層間性能的影響將大大削弱。
　　對(duì)于層合板的面內(nèi)性能，Z-pin的固化度對(duì)其影響非常小，基本可以認(rèn)為Z-pin的固化度對(duì)層合板面內(nèi)性能沒(méi)有影響，改變Z-pin的固化度并不能帶來(lái)層合板面內(nèi)性能的明顯提升，卻會(huì)大大增加制備的難度。Z-pin固化度對(duì)層合板橋聯(lián)性能的影響呈