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环氧树脂基复合材料如何改性?

文章来源:康裕   作者:康裕   发布时间:2016-08-03 11:50   浏览次数:

     环氧树脂具有优良的综合性能,包括粘接强度高、固化收缩率小、尺寸稳定性好以及优异的电绝缘性能,是一种较理想的复合材料基体。但是,由于固化后的分子交联密度高、内应力大,因而存在质脆、耐疲劳性及抗冲击韧性差等缺点,对于航空结构复合材料,环氧树脂的增韧改性一直是重要的研究课题。
     1、热敏液晶聚合物增韧
     利用热敏液晶聚合物改住环氧树脂,既可显著提高环氧树脂的韧性,同时又改善了体系的强度和耐热性,近年来得到较多的研究。
液晶属于特殊的高性能热塑住聚合物,当其加入到环氧树脂体系中时明显改善环氧树脂连续相的性质,有利于在应力作用下产生剪切滑移带和微裂纹,使裂纹端应力集中得到松弛,阻碍裂缝扩展。研究结果表明,在热敏液晶(TCLP)/环氧树脂共混体系中,控制液晶的形态对提高环氧固化物的力学性能非常关键。
     2、热塑性树脂增韧
     热塑牲树脂增韧是应用得较多的一种方法。常用的热塑性树脂有聚醚醚酮、聚砜、聚碳酸酯等耐热性较好、力学性能高的:树脂. 热塑性树腊增韧机理可用桥联和裂纹钉锚模型来描述。
     桥联约束效应。热塑性树脂往往具有与环氧树脂相当的弹住模量和远大于环氧树脂的断裂伸长率,这使得桥联在已开裂的脆性环氧树脂基体表面的延住塑性颗粒,对裂纹扩展起约束闭合作用。
     裂纹钉锚。颗粒桥联不仅对裂纹前缘的整体推进起约束作用,分在的桥联力还对桥联点处的裂纹超钌锚作用,从而仅裂纹前缘墨波浪形拱出。
     热塑性树脂的增韧效果虽然比揪胶塘韧效果彗,但如果选择合适的树脂,则可在改谷韧性的同时,对环氧的樾景和玻璃化温度影响较小。
     热塑牲树脂还可与环氧树脂形成半互努网络结构,这两种总分互相贯穿,相互融合,从而改替环氧树脂固化产物的韧性。如热塑性的聚氨酯(PU)与环氧树脂(EP)混合固化,脆性的环氧树脂网络与弹性的PU分子链互穿,缠结在一起,这样形成的弹性互穿网络起到了分散应力与应变的作用,而阻止了环氧树脂受力后裂纹的扩展,提高了拉伸强度利断裂伸长率。
     3、纳米粒子增韧
     纳米复合材料是指两种或两种以上的固相材料中至少有一相是纳米量级的材料。纳米复合材料因其独特的尺寸效应、体积效应、量子效应而表现出常规材料所不具备的优异性能和特殊性能。纳米复合材料的研制已成为当今材料学科的一大研究热点。
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