腈基樹脂改性環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備及性能研究.pdf

1、環(huán)氧樹脂(EP)是熱固性樹脂中應(yīng)用最廣泛的基體材料之一。因其具有優(yōu)異的粘接性、加工手段靈活、機(jī)械強(qiáng)度高和低廉等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用。然而，環(huán)氧樹脂經(jīng)過固化后耐熱性低、阻燃性與韌性差，以致它的應(yīng)用有局限性。因此，對(duì)環(huán)氧樹脂進(jìn)行改性具有重要的意義。
　　首先，本文通過雙酚A型雙鄰苯二甲腈單體(BAPh)改性環(huán)氧樹脂E-44(EP)，提高了環(huán)氧樹脂的熱穩(wěn)定性和熱氧化穩(wěn)定性、阻燃性和機(jī)械性能。主要通過熔融共混法制備了BAPh/EP預(yù)聚物，經(jīng)高

2、溫固化及后處理制備了BAPh/EP固化物。采用差示掃描量熱儀(DSC)和高速旋轉(zhuǎn)流變儀(AR)表征了其熔融行為和固化行為，熱重分析儀(TGA)研究了熱性能，氧指數(shù)測試儀和垂直燃燒綜合儀分析了阻燃性能。對(duì)BAPh/EP五種共混比例(10:90,20:80,30:70,40:60,50:50)共聚樹脂的研究表明，50:50固化物在氮?dú)夂涂諝庀碌某跏挤纸鉁囟?Ti)比純 EP分別提高了29.2oC和74.3oC。50:50固化物的極限氧指數(shù)(

3、LOI)達(dá)到34.5％，比純環(huán)氧樹脂的提高了5%。此外，加入BAPh后BAPh/EP固化物的垂直燃燒等級(jí)也從無級(jí)別進(jìn)入不燃級(jí)別。
　　其次，根據(jù)BAPh/EP的反應(yīng)性結(jié)果，以BAPh/EP為基體樹脂，玻璃纖維作為增強(qiáng)材料，通過熱壓成型工藝制備了玻纖復(fù)合材料。對(duì) BAPh/EP五種共混比例(10:90,20:80,30:70,40:60,50:50)玻纖復(fù)合材料進(jìn)行研究，探討了以BAPh/EP共混材料為高性能樹脂基復(fù)合材料的工藝和B

4、APh/EP/玻纖復(fù)合材料的性能。當(dāng)比例達(dá)到50:50時(shí)，體系的耐熱性能和力學(xué)性能均達(dá)到最優(yōu)。氮?dú)馀c空氣下，50:50復(fù)合材料的Ti較純EP/玻纖復(fù)合材料分別提高了5.7oC和8oC。彎曲強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度分別最高達(dá)到652.2MPa和332.5MPa，較純 EP/玻纖復(fù)合材料提高了96.3MPa和23.1MPa。經(jīng)過沸水的浸泡50:50復(fù)合材料的質(zhì)量變化起伏較小，且在乙醇和甲苯中浸泡后質(zhì)量變化率最小。
　　最后，將聚芳醚腈(PEN)

5、添加到50:50的 BAPh/EP共混體系中并對(duì)BAPh/EP/PEN共聚樹脂的性能進(jìn)行研究。對(duì)PEN質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為5wt%，10wt%和15wt%的BAPh/EP/PEN預(yù)聚物的研究表明，PEN可以提高BAPh/EP共聚物的反應(yīng)速率。對(duì)于BAPh/EP/PEN固化物來說，PEN的加入起到了增韌增強(qiáng)的作用。BAPh/EP/PEN玻纖復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度、彎曲模量和斷裂彎曲應(yīng)變均呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢。10wt% PEN的玻纖復(fù)合材料經(jīng)過沸