29 卷 3 期 第 第 2008 年 月 5
航 空 学 报 AC TA A ERONAU TICA ET ASTRONAU TICA SIN ICA
碳纤维复合材料具有比强度 、 比模量高以及 性能的可设计和成形工艺多样性等特点 , 广泛用 于结构材料 [ 1 ] 。在航空航天工业中应用最广泛的 复合材料树脂基体是环氧树脂 ,双酚 A 型环氧树 脂由于其优异的工艺性能和质量稳定性而最为普 遍 。随着性能需求的不断提高 , 环氧树脂基体在 不断改进 [ 225 ] 。一是改善湿热性能以提高使用温 度 ,主要是通过合成新型结构的环氧和固化剂来 实现 ; 二是增加韧性 , 以提高复合材料的损伤容 限 ,主要通过采用新型结构固化剂和增韧剂来实 现 [ 627 ] 。 3238 树脂是一种低固化反应热的韧性中温 固化环氧树脂体系 ,树脂黏度中等略低 ,流动性较
收稿日期 :2007208227 ; 修订日期 :2008203210 通讯作者 : 沈超 E2mail : shen_chao_ok @yeah. net
文章编号 :100026893 ( 2008) 0320752205
断裂韧性达 1 133 J / m2 。
3238 树脂及其改性
沈超
( 北京航空材料研究院 , 北京 100095)
Resin 3238 and Its Modif ication
Shen Chao
(Beijing Instit ute of Aeronautical Materials , Beijing 100095 , China)
摘 : 采用芳香二胺对 3238 韧性中温固化环氧树脂体系进行了改性 。通过芳香二胺和环氧树脂预先反 要 应 ,消除了芳香二胺对中温环氧树脂的固化及工艺的影响 ,改性前后差示扫描量热法 ( DSC) 初始温度和峰顶 温度的差别仅有 3 ℃,最终固化程度的差别也仅有 1 % 。通过芳香二胺刚性结构的引入 ,由于芳香二胺和环 璃化转变温度提高了 29 ℃,且纯固化后树脂吸湿量降低了 01 34 % ,湿态玻璃化转变温度提高了 46 ℃。改性 其原有的韧性 ,树脂浇注体的拉伸应力应变曲线呈明显的塑性变形 , 拉伸断裂伸长率达 51 31 % , 复合材料的 关键词 : 复合材料 ; 环氧树脂 ; 改性 ; 耐热性 ; 韧性 中图分类号 : TB332 文献标识码 : A
sectio n. The tensile st ress2st rain curve exhibites clear plastic deformatio n and it s elo ngatio n reaches 51 31 %. The model II f ract ure toughness of t he co mpo site reaches 1 133 J / m2 . Key words : co mpo sites ; epo xy resin ; modification ; hygrot hermal p roperty ; toughness
氧树脂的交联密度高于双氰胺环氧树脂体系 ,因此引入芳香二胺刚性结构提高了 3238 树脂的耐热性 ,干态玻
后树脂可能形成了高低交联密度区 ,产生了固化物交联状态的不均匀 ,在提高树脂体系耐热性能的同时 ,保持
of aro matic diamine and epo xy resin bisp henol A. The difference of t he differential scanning calo rimet ry ( DSC)
onset ( Ti ) and top ( Tp ) temperat ure is o nly 3 ℃. The difference of t he final curing degree is 1 %. The hygro2 t hermal p roperties of resin 3238 are imp roved because of t he int roduction of t he rigidity st ruct ure of aromatic and 46 ℃ respectively. To ughness is retained because of t he forming of a high and low cro sslinking density diamine and it s higher cro sslinking density t han t hat of dicyandiamide and epoxy resin. The moist ure abso rp 2
aro matic diamine. The infectio n to epoxy resin curing cycle and forming p rocess is avoided by t he p re2reactio n
tion of t he resin is decreased by 01 34 % , and t he dry and wet glass transitio n temperat ure is increased by 29 ℃
Abstract : This paper int roduces a modification technology of 3238 medium2temperat ure curing epoxy resin wit h
好 ,可用胶膜法制造预浸料 , 预浸料黏性适中 , 适 合简单固化成形工艺 , 其复合材料具有较好的性 能 ,但耐热性较低 [ 8 ] 。 3238 树脂为双氰胺/ 双酚 A 环氧树脂体系 , 是通过降低固化剂含量 , 从而降低交联密度的方 法 ,改进了韧性 ,但耐热性也同时降低 。由于芳香 二胺的刚性结构及其与环氧树脂的交联密度高于 双氰胺环氧树脂体系 , 因此芳香二胺的加入会提 高 3238 树脂的耐热性 。 在复合材料结构的制造中 , 不仅要成形出制 件的形状 ,而且还需要完成材料的 “复合”工艺对 , [ 9210 ] 复合材料的性能具有决定性的影响 。因此在 材料的改性过程中 , 必须保持原有材料的工艺 性能 。 由于芳香二胺和环氧树脂的交联密度与双氰
http://www.cnki.net
Vol1 29 No1 3 May 2008
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航 空 学 报 AC TA A ERONAU TICA ET ASTRONAU TICA SIN ICA
碳纤维复合材料具有比强度 、 比模量高以及 性能的可设计和成形工艺多样性等特点 , 广泛用 于结构材料 [ 1 ] 。在航空航天工业中应用最广泛的 复合材料树脂基体是环氧树脂 ,双酚 A 型环氧树 脂由于其优异的工艺性能和质量稳定性而最为普 遍 。随着性能需求的不断提高 , 环氧树脂基体在 不断改进 [ 225 ] 。一是改善湿热性能以提高使用温 度 ,主要是通过合成新型结构的环氧和固化剂来 实现 ; 二是增加韧性 , 以提高复合材料的损伤容 限 ,主要通过采用新型结构固化剂和增韧剂来实 现 [ 627 ] 。 3238 树脂是一种低固化反应热的韧性中温 固化环氧树脂体系 ,树脂黏度中等略低 ,流动性较
收稿日期 :2007208227 ; 修订日期 :2008203210 通讯作者 : 沈超 E2mail : shen_chao_ok @yeah. net
文章编号 :100026893 ( 2008) 0320752205
断裂韧性达 1 133 J / m2 。
3238 树脂及其改性
沈超
( 北京航空材料研究院 , 北京 100095)
Resin 3238 and Its Modif ication
Shen Chao
(Beijing Instit ute of Aeronautical Materials , Beijing 100095 , China)
摘 : 采用芳香二胺对 3238 韧性中温固化环氧树脂体系进行了改性 。通过芳香二胺和环氧树脂预先反 要 应 ,消除了芳香二胺对中温环氧树脂的固化及工艺的影响 ,改性前后差示扫描量热法 ( DSC) 初始温度和峰顶 温度的差别仅有 3 ℃,最终固化程度的差别也仅有 1 % 。通过芳香二胺刚性结构的引入 ,由于芳香二胺和环 璃化转变温度提高了 29 ℃,且纯固化后树脂吸湿量降低了 01 34 % ,湿态玻璃化转变温度提高了 46 ℃。改性 其原有的韧性 ,树脂浇注体的拉伸应力应变曲线呈明显的塑性变形 , 拉伸断裂伸长率达 51 31 % , 复合材料的 关键词 : 复合材料 ; 环氧树脂 ; 改性 ; 耐热性 ; 韧性 中图分类号 : TB332 文献标识码 : A
sectio n. The tensile st ress2st rain curve exhibites clear plastic deformatio n and it s elo ngatio n reaches 51 31 %. The model II f ract ure toughness of t he co mpo site reaches 1 133 J / m2 . Key words : co mpo sites ; epo xy resin ; modification ; hygrot hermal p roperty ; toughness
氧树脂的交联密度高于双氰胺环氧树脂体系 ,因此引入芳香二胺刚性结构提高了 3238 树脂的耐热性 ,干态玻
后树脂可能形成了高低交联密度区 ,产生了固化物交联状态的不均匀 ,在提高树脂体系耐热性能的同时 ,保持
of aro matic diamine and epo xy resin bisp henol A. The difference of t he differential scanning calo rimet ry ( DSC)
onset ( Ti ) and top ( Tp ) temperat ure is o nly 3 ℃. The difference of t he final curing degree is 1 %. The hygro2 t hermal p roperties of resin 3238 are imp roved because of t he int roduction of t he rigidity st ruct ure of aromatic and 46 ℃ respectively. To ughness is retained because of t he forming of a high and low cro sslinking density diamine and it s higher cro sslinking density t han t hat of dicyandiamide and epoxy resin. The moist ure abso rp 2
aro matic diamine. The infectio n to epoxy resin curing cycle and forming p rocess is avoided by t he p re2reactio n
tion of t he resin is decreased by 01 34 % , and t he dry and wet glass transitio n temperat ure is increased by 29 ℃
Abstract : This paper int roduces a modification technology of 3238 medium2temperat ure curing epoxy resin wit h
好 ,可用胶膜法制造预浸料 , 预浸料黏性适中 , 适 合简单固化成形工艺 , 其复合材料具有较好的性 能 ,但耐热性较低 [ 8 ] 。 3238 树脂为双氰胺/ 双酚 A 环氧树脂体系 , 是通过降低固化剂含量 , 从而降低交联密度的方 法 ,改进了韧性 ,但耐热性也同时降低 。由于芳香 二胺的刚性结构及其与环氧树脂的交联密度高于 双氰胺环氧树脂体系 , 因此芳香二胺的加入会提 高 3238 树脂的耐热性 。 在复合材料结构的制造中 , 不仅要成形出制 件的形状 ,而且还需要完成材料的 “复合”工艺对 , [ 9210 ] 复合材料的性能具有决定性的影响 。因此在 材料的改性过程中 , 必须保持原有材料的工艺 性能 。 由于芳香二胺和环氧树脂的交联密度与双氰
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