【摘要】：本文探討了聚酰亞胺泡沫及其碳纖維蜂窩增強(qiáng)材料的制備與性能。首先以3,3′,4,4′-二苯甲酮四甲酸二酐(BTDA)、3,3',4,4'-聯(lián)苯四羧酸二酐(BPDA)、乙醇和4,4′-二氨基二苯甲烷(MDA)為主要原料制備了聚酰亞胺前驅(qū)體粉末和泡沫;其次采用碳纖維布、環(huán)保型熱熔膠和聚酰胺酸溶液浸漬樹脂來制造不同孔格尺寸及密度的碳纖維蜂窩;然后將聚酰亞胺前驅(qū)體粉末填充到碳纖維蜂窩中經(jīng)發(fā)泡和后處理得到碳纖維蜂窩增強(qiáng)聚酰亞胺泡沫材料。并對其性能進(jìn)行了表征。采用傅里葉紅外光譜(FT-IR)和核磁共振氫譜(~1H-NMR)對BTDA酯化產(chǎn)物和BPDA酯化產(chǎn)物進(jìn)行分析,確定了BTDA酯化反應(yīng)時間為1h,BPDA酯化反應(yīng)時間為12h。通過掃描電鏡(SEM)對聚酰亞胺前驅(qū)體粉末的形貌進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)粉末粒子尺寸為0.5-30μm的空心微球。通過熱重分析(TGA)確定了聚酰亞胺前驅(qū)體粉末的發(fā)泡溫度在110℃~260℃范圍內(nèi)。采用傅里葉紅外光譜(FT-IR)分析聚酰亞胺泡沫的結(jié)構(gòu),證明高溫處理后得到的聚酰亞胺泡沫已完全亞胺化。通過熱重分析(TGA)證明了聚酰亞胺泡沫具有極好的耐熱性,聚酰亞胺泡沫失重5wt/%和10wt/%的分解溫度分別均在490℃和540℃以上,結(jié)果顯示了聚酰亞胺泡沫具有良好的耐熱性。利用掃描電鏡(SEM)、熱失重分析儀(TGA)、極限氧指數(shù)儀(LOI)、微機(jī)控制電子萬能試驗機(jī)、DR-1導(dǎo)熱系數(shù)測定儀對聚酰亞胺泡沫的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行表征。結(jié)果表明:隨著BTDA與BPDA摩爾比的降低,開孔率、壓縮強(qiáng)度和導(dǎo)熱系數(shù)減小,極限氧指數(shù)增大。結(jié)果表明聚酰亞胺泡沫具有優(yōu)異的阻燃性和熱穩(wěn)定性。利用微機(jī)控制電子萬能試驗機(jī)、DR-1導(dǎo)熱系數(shù)測定儀對碳纖維蜂窩增強(qiáng)聚酰亞胺泡沫材料的壓縮性能及隔熱性進(jìn)行了測試,并與聚酰亞胺泡沫和碳纖維蜂窩的性能進(jìn)行了比較。結(jié)果表明碳纖維蜂窩增強(qiáng)聚酰亞胺泡沫的強(qiáng)度比純聚酰亞胺泡沫和碳纖維蜂窩的壓縮強(qiáng)度高得多,其中比純聚酰亞胺泡沫的壓縮強(qiáng)度高達(dá)85倍,比碳纖維蜂窩的壓縮強(qiáng)度高達(dá)35倍。說明碳纖維蜂窩和聚酰亞胺泡沫有很好的協(xié)同效應(yīng)。隨著碳纖維蜂窩孔格尺寸的減小,碳纖維蜂窩增強(qiáng)聚酰亞胺泡沫復(fù)合材料的壓縮強(qiáng)度增加而形變恢復(fù)的能力逐漸降低。同時碳纖維蜂窩增強(qiáng)聚酰亞胺泡沫也具有良好的隔熱性能。
【圖文】：

窩增強(qiáng)泡沫材料(黑色部分表示鋁蜂窩，灰色部比較低，國內(nèi)外的學(xué)者已經(jīng)做了大量的研廣泛應(yīng)用在增強(qiáng)聚合物泡沫材料方面。蜂窩增強(qiáng)聚合物泡沫材料的吸聲性能，，計客車車內(nèi)噪聲控制做出了較大貢獻(xiàn)。制備了鋁蜂窩芯材增強(qiáng)聚合物泡沫，并對進(jìn)行了分析，分析結(jié)果表明：適當(dāng)?shù)脑诰劬酆衔锱菽鰪?qiáng)也可以明顯的改善夾層結(jié)究現(xiàn)狀比強(qiáng)度高、抗沖擊性能好、可設(shè)計性極強(qiáng)領(lǐng)域，特別是航空航天方面，蜂窩夾層結(jié)領(lǐng)域必要的結(jié)構(gòu)材料之一。早期的蜂窩芯蜂窩夾層結(jié)構(gòu)材料以及纖維增強(qiáng)樹脂蜂窩、芳綸紙、玻璃鋼、棉布等。

圖 1-2 正六邊形鋁蜂窩三維圖類是芳綸紙蜂窩。芳綸紙蜂窩的制作工藝將芳綸紙蜂窩分為 Nomex 間位芳綸紙蜂具有輕質(zhì)、強(qiáng)度高、阻燃、耐高溫、低關(guān)的部件上[49]。過浸膠、疊合、熱壓、脫模、切割等工藝圖 1-3 芳綸紙蜂窩的制作工藝流程壓制分切剪切定型
【學(xué)位授予單位】：河北科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TQ328;TB332

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王翔;羅玉清;陳新文;;國產(chǎn)芳綸紙蜂窩力學(xué)性能試驗研究[J];失效分析與預(yù)防;2015年02期

2 李居影;李瑩;魏化震;孫曉冬;孔國強(qiáng);尹磊;安振河;;Nomex紙蜂窩增強(qiáng)酚醛泡沫的制備及性能研究[J];玻璃鋼/復(fù)合材料;2015年02期

3 郝巍;馬科峰;羅玉清;張廣成;;芳綸紙蜂窩及其夾層結(jié)構(gòu)的研究進(jìn)展[J];材料開發(fā)與應(yīng)用;2011年06期

4 齊鍇亮;張廣成;禮嵩明;劉良威;;聚酰亞胺泡沫塑料的研究進(jìn)展[J];材料導(dǎo)報;2011年07期

5 郝巍;羅玉清;;國產(chǎn)間位芳綸紙蜂窩性能的研究[J];高科技纖維與應(yīng)用;2009年06期

6 金立國;;我國碳纖維工業(yè)現(xiàn)狀和碳纖維應(yīng)用[J];合成纖維;2009年10期

7 龍永江;張廣成;陳挺;李洪春;董善來;;聚酰亞胺泡沫塑料的合成路線及制備工藝[J];合成樹脂及塑料;2007年06期

8 楚暉娟;朱寶庫;徐又一;;聚酰亞胺泡沫材料在航空航天飛行器中應(yīng)用進(jìn)展[J];宇航材料工藝;2006年03期

9 劉鐵民;張廣成;陳挺;史學(xué)濤;;泡沫塑料高性能化研究進(jìn)展[J];工程塑料應(yīng)用;2006年01期

10 盧子興,鄒波;短纖維增強(qiáng)泡沫塑料力學(xué)行為的研究進(jìn)展[J];復(fù)合材料學(xué)報;2005年05期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 陳永鑫;改性酚醛泡沫原位填充芳綸蜂窩復(fù)合材料的制備工藝研究[D];南京航空航天大學(xué);2014年

2 李金水;鋁蜂窩夾層材料在客車噪聲控制上應(yīng)用的研究[D];華南理工大學(xué);2012年

3 杜少忠;無鹵阻燃聚乙烯泡沫塑料的制備與性能研究[D];青島大學(xué);2008年

本文編號：2621511