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《纏繞用耐高溫環(huán)氧樹脂室溫固化劑的制備與性能研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、碩士學(xué)位論文纏繞用耐高溫環(huán)氧樹脂室溫固化劑的制備與性能研究PREPARATIONANDPROPERTIESOFROOMTEMPERATURECURINGAGENTOFEPOXYRESINFORWINDINGANDHIGHTEMPERATURERESISTANCE李靜哈爾濱工業(yè)大學(xué)2018年6月國內(nèi)圖書分類號:TB332學(xué)校代碼:10213國際圖書分類號:620密級:公開工學(xué)碩士學(xué)位論文纏繞用耐高溫環(huán)氧樹脂室溫固化劑的制備與性能研究碩士研究生:李靜導(dǎo)師:劉文博教授申請學(xué)位:工學(xué)碩士學(xué)科:材料學(xué)所在單位:
2、材料科學(xué)與工程答辯日期:2018年6月授予學(xué)位單位:哈爾濱工業(yè)大學(xué)ClassifiedIndex:TB332U.D.C:620DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringPREPARATIONANDPROPERTIESOFROOMTEMPERATURECURINGAGENTOFEPOXYRESINFORWINDINGANDHIGHTEMPERATURERESISTANCECandidate:LiJingSupervisor:Prof.LiuWenBoAcade
3、micDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:MaterialScienceAffiliation:SchoolofMaterialsSci.&Eng.DateofDefence:June,2018Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文摘要由于濕法纏繞成型制備的碳纖維/樹脂基復(fù)合材料具有高比強(qiáng)度和比模量以及良好的可設(shè)計性，在航空航天領(lǐng)域得到了廣泛
4、應(yīng)用。為滿足航空航天中對耐高溫復(fù)合材料的需求，通常選取具有優(yōu)良耐熱性的環(huán)氧樹脂/芳香胺體系作為樹脂基體，然而芳香胺需要加熱才能與環(huán)氧樹脂進(jìn)行固化反應(yīng)，在纏繞過程進(jìn)行加熱，一方面會降低纏繞的預(yù)緊力，另一方面由于復(fù)合材料與芯模熱膨脹系數(shù)的不同導(dǎo)致兩者界面匹配性變差，難以獲得綜合性能優(yōu)異的復(fù)合材料產(chǎn)品。因此，研制出能夠室溫固化、高溫使用的環(huán)氧樹脂固化劑尤為重要。根據(jù)室溫固化、高溫使用的要求，分析分子結(jié)構(gòu)對固化劑性能的影響，以相似相溶原理為基礎(chǔ)，選取4,4′-二氨基二苯基甲烷(DDM)和間苯二甲胺(MXDA)
5、為原料復(fù)配物理改性固化劑HGA；進(jìn)行固化劑的分子結(jié)構(gòu)設(shè)計，確定采用DDM、苯酚與甲醛通過曼尼希反應(yīng)合成化學(xué)改性固化劑HGB，紅外表征結(jié)果證實(shí)了反應(yīng)的順利進(jìn)行，其中當(dāng)胺:酚:醛=1.5:1:1時獲得粘度和胺值均合適的棕黃色液體產(chǎn)物。結(jié)合理論分析和實(shí)驗(yàn)得到固化劑與環(huán)氧樹脂的使用配比，分析該配比下樹脂體系的流變行為，結(jié)果表明HGA與HGB固化劑的粘度與適用期均滿足濕法纏繞成型的要求。通過差示掃描量熱法研究固化劑的固化動力學(xué)，得到HGA固化反應(yīng)的活化能Ea=52.54kJ/mol，反應(yīng)級數(shù)n=0.89，HGB
6、固化反應(yīng)的活化能Ea=34.79kJ/mol，反應(yīng)級數(shù)n=0.94。根據(jù)動力學(xué)參數(shù)及室溫固化的要求，確定室溫25°C條件下的固化制度，其中HGA為25°C/12h+150°C/2h，HGB為25°C/8h+150°C/2h，在該固化制度下，兩種固化產(chǎn)物的固化度均高于95%，進(jìn)一步驗(yàn)證了固化制度的合理性。HGA固化物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)為144°C，相比原料MXDA提高了14°C，相比原料DDM降低了6°C，但實(shí)現(xiàn)了室溫固化；HGB固化物的Tg為154°C，不僅實(shí)現(xiàn)了室溫固化，且相比原料DDM提高了
7、4°C。兩種固化產(chǎn)物的力學(xué)性能均較為優(yōu)異，滿足作為復(fù)合材料基體的要求。根據(jù)碳纖維與TDE-85/HGB樹脂體系的接觸角及界面剪切強(qiáng)度測試結(jié)果，確定使用東麗T700碳纖維進(jìn)行濕法纏繞制備復(fù)合材料單向板。復(fù)合材料玻璃化轉(zhuǎn)變溫度達(dá)到169.8°C，拉伸、彎曲和層間剪切強(qiáng)度較高。SEM圖像顯示破壞后的碳纖維表面包覆有樹脂殘渣，證明了樹脂體系與纖維有著良好的浸潤性和界面結(jié)合，發(fā)揮了傳遞應(yīng)力的作用。關(guān)鍵詞:復(fù)合材料；纏繞成型；環(huán)氧樹脂；室溫固化劑；耐高溫-I-哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractDuet
8、othehighspecificstrengthandspecificmodulusandgooddesignabilityofcarbonfiber/resinmatrixcompositespreparedbywetwinding,ithasbeenwidelyusedintheaerospacefield.Inordertomeetthedemandforhigh-temperaturecompositematerialsinaerospace,e
