腈基樹脂改性環(huán)氧樹脂復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、機械強度高和低廉等優(yōu)點而被廣泛應用。然而，環(huán)氧樹脂經(jīng)過固化后耐熱性低、阻燃性與韌性差，以致它的應用有局限性。因此，對環(huán)氧樹脂進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、阻燃性和機械性能。主要通過熔融共混法制備了BAPh/EP預聚物，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固化物在氮氣和空氣下的初始分解溫度(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也從無級別進入不燃級別。
　　其次，根據(jù)BAPh/EP的反應性結(jié)果，以BAPh/EP為基體樹脂，玻璃纖維作為增強材料，通過熱壓成型工藝制備了玻纖復合材料。對 BAPh/EP五種共混比例(10:90,20:80,30:70,40:60,50:50)玻纖復合材料進行研究，探討了以BAPh/EP共混材料為高性能樹脂基復合材料的工藝和B

4、APh/EP/玻纖復合材料的性能。當比例達到50:50時，體系的耐熱性能和力學性能均達到最優(yōu)。氮氣與空氣下，50:50復合材料的Ti較純EP/玻纖復合材料分別提高了5.7oC和8oC。彎曲強度和拉伸強度分別最高達到652.2MPa和332.5MPa，較純 EP/玻纖復合材料提高了96.3MPa和23.1MPa。經(jīng)過沸水的浸泡50:50復合材料的質(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BAPh/EP/PEN共聚樹脂的性能進行研究。對PEN質(zhì)量分數(shù)分別為5wt%，10wt%和15wt%的BAPh/EP/PEN預聚物的研究表明，PEN可以提高BAPh/EP共聚物的反應速率。對于BAPh/EP/PEN固化物來說，PEN的加入起到了增韌增強的作用。BAPh/EP/PEN玻纖復合材料的彎曲強度、彎曲模量和斷裂彎曲應變均呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢。10wt% PEN的玻纖復合材料經(jīng)過沸