碳纖維環(huán)氧預(yù)浸料儲放老化及其對復(fù)合材料性能影響研究.pdf

1、預(yù)浸料是用樹脂基體在嚴(yán)格控制的條件下浸漬連續(xù)纖維或織物，制成樹脂基體與增強(qiáng)體的組合物，是制造復(fù)合材料的中間材料。預(yù)浸料作為復(fù)合材料的中間材料，預(yù)浸料的很多性能對復(fù)合材料的質(zhì)量產(chǎn)生直接影響，預(yù)浸料的性能對復(fù)合材料成型后質(zhì)量的影響至關(guān)重要。
　　本文針對熱固性環(huán)氧樹脂預(yù)浸料的儲放老化展開研究。熱固性預(yù)浸料在生產(chǎn)后到使用的這段時間內(nèi)，預(yù)浸料會發(fā)生緩慢的固化。這種固化對復(fù)合材料的生產(chǎn)和成型質(zhì)量是不利的，在實(shí)際生產(chǎn)中，怎樣對復(fù)合材料老化程度

2、進(jìn)行表征，并且獲得老化對最終復(fù)合材料性能的影響顯得尤為重要。
　　本文對制備完成的預(yù)浸料進(jìn)行分階段的老化，按照不同的老化時間，分別對預(yù)浸料的樹脂流動度、熱焓值、樹脂含量、揮發(fā)分含量和預(yù)浸料的粘性的影響進(jìn)行研究，從而發(fā)現(xiàn)出老化對預(yù)浸料性能的影響規(guī)律。實(shí)驗表明，發(fā)現(xiàn)隨著老化時間的延長，預(yù)浸料樹脂的流動度降低，可溶性樹脂含量減少，揮發(fā)分含量基本不變，預(yù)浸料粘性顯著降低。樹脂固化反應(yīng)時的熱焓值隨著老化時間的增加而降低。
　　研究還對

3、預(yù)浸料進(jìn)行了不同升溫條件下的DSC（差示掃描量熱法）測試，通過對不同升溫下預(yù)浸料的熱分析曲線數(shù)據(jù)分析，開展預(yù)浸料樹脂固化動力學(xué)研究，確定預(yù)浸料的固化參數(shù)，在固化動力學(xué)研究中建立固化時間和固化度之間的關(guān)系式，并以此為基礎(chǔ)，建立了老化時間和老化程度之間的關(guān)系。
　　本文在研究預(yù)浸料老化特性的基礎(chǔ)上，使用不同時間老化的預(yù)浸料制作了復(fù)合材料板材，然后使用動態(tài)力學(xué)熱分析儀器和萬能材料試驗機(jī)分別測試了復(fù)合板材的動態(tài)力學(xué)性能、彎曲性能、層間剪切

4、性能，研究了預(yù)浸料老化時間對復(fù)合材料力學(xué)性能的影響。結(jié)果顯示，隨著老化時間的延長，復(fù)合材料板材的彎曲性能開始有明顯下降，但隨后一段時間內(nèi)變化不明顯。隨著老化時間的延長，復(fù)合材料板材的阻尼因子內(nèi)耗峰峰值降低，峰值出現(xiàn)的溫度更高。損耗模量內(nèi)耗峰峰值模量降低，峰值出現(xiàn)的溫度更高。儲能模量玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)起始溫度升高，終止溫度基本不變，玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)縮短。
　　本文還利用了不同溫度下化學(xué)反應(yīng)速率的函數(shù)關(guān)系，阿倫尼烏斯方程，在老化條件已知的情況下