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环氧树脂增韧剂

增韧办法

首要增韧办法有:橡胶增韧,将端羧基丁腈(CTBN)、端乙烯基丁腈(VTBN)、端氨基丁腈(ATBN)等橡胶弹性体参加树脂共混;热塑性树脂增韧,向树脂中参加聚砜(PSF)、聚醚砜(PES)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚醚酮(PEK-C)等热塑性树脂;在树脂中参加长链脂肪族化合物或在结构中引入柔性链段;用化学共混办法构成互穿或半互穿网络聚合物(IPN);改动固化剂进步树脂耐性等。复合材料范畴经过5种办法表征其树脂基体的耐性。其间以冲击后的紧缩强度(CAl)、通孔板拉伸实验、通孔板紧缩实验来表征损害容限和缺口敏感性,以边缘分层和层间开裂耐性表征开裂耐性。一般用CAI值作为树脂耐性的判据,按CAI值大小将树脂分为低耐性(<193MPa)、中等耐性(193~255MPa)和高耐性树脂(>255MPa)。

环氧树脂

环氧树脂种类繁复,用量极大,是碳纤维复合材料中常用的基体树脂。按固化温度可分为三大类型,即低温型(80℃~100℃)、中温型(100℃~120℃)和高温型(150℃~180℃)。它们不仅黏结能力强,而且固化后具有一定硬度和杰出的力学功能。但是,他们存在严峻缺点,即固化后发脆、抗冲击功能不足及按捺裂纹的发生和传达扩展的能力差。这就需要对其实施增韧改性,进步冲击后紧缩强度。冲击后紧缩强度是用来评价复合材料耐性的重要指标,与基体树脂的耐性和增强纤维的开裂伸长率等密切相关。因而,制作高功能复合材料需要高强中模、大伸长碳纤维与耐性树脂相匹配,缺一不可。

增韧原理

增韧改性的基本原理是在外力作用下,按捺裂纹的发生和传达扩展,使其能够承载更大的外力。环氧树脂增韧改性办法中混入弹性体是增韧改性的最好办法之一。尤其是混入热可塑性树脂粒子,增韧效果显著,已用来制作飞机的一次结构件。东丽已把握“粒子层间增韧技能”。波音和空客认可的、具有代表性的耐性预浸料是T800H/3900-2和TM7/8551-7。P2302层压板是对环氧树脂(EP)用热塑性树脂(TP)进行增韧改性。在层压板之间由热固性树脂(TS)与热塑性树脂(TP)构成不均匀的树脂层;当受到冲击时,裂纹扩展(张)经过层间区时被细小的TP粒子所阻拦,冲击能被弹性形变所吸收,使其裂纹进一步扩展失去驱动力,然后使CAl得到大幅度进步,用来制作大型客机的结构件,最早应用于波音777的一次结构件。T800H/3900-2(P2302)可用来制作承力件地板梁和垂直安靖面翼盒,T300/5208只能制作次承力件扰流板。这种层间增韧新办法所制P2302复合材料,室温下的拉伸模量为157GPa,紧缩强度为1960MPa,在71℃水中浸泡两周后,并在82℃条件下测定0℃紧缩强度为1320MPa。

不同的增韧途径

1)用增韧剂增韧。环氧树脂固有的脆性按捺了它们的功能表现。为此在结构环氧树脂中一般参加增韧剂。降低脆性、改善耐冲击性而不影响其他特性的最佳办法是选用弹性体改性环氧预聚物等。这些预聚物第一代是用改性剂;第二代是用高官能团的环氧树脂;而第三代则是先进型预聚物。
2)环氧树脂互穿聚合物网络。这是一种以构成互穿网络(IPN)或半互穿网络(SIPN)体系来改善环氧体系耐性的办法。跟着高分子相容性理论的开展和相容性技能的发展,已经能够控制环氧树脂和热塑性聚合物的相界面,然后可利用环氧树脂的合金化有效地改善环氧树脂的脆性,使固化物的延展率添加,剥离黏接强度进步。
3)高耐性环氧。树脂基复合材料要进一步推广应用,有必要战胜其对冲击破坏的敏感性。国外发达国家为了习惯航空航天工业对复合材料的要求,进行复合材料基体的韧化研讨。
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