隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng),以?xún)r(jià)格低廉、性能優(yōu)異、環(huán)保無(wú)污染著稱(chēng)的纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂基復(fù)合材料被廣泛應(yīng)用到航天航空、建筑、軍工、交通和汽車(chē)等領(lǐng)域。但是因?yàn)榄h(huán)氧樹(shù)脂固化后質(zhì)脆、抗裂紋擴(kuò)展性差,在低溫環(huán)境下使用時(shí)易開(kāi)裂,且樹(shù)脂基復(fù)合材料層合板在受到外力沖擊時(shí)容易產(chǎn)生分層破壞,限制了復(fù)合材料的應(yīng)用范圍。所以本研究選取了可耐低溫的玄武巖纖維（BF）作為環(huán)氧樹(shù)脂的增強(qiáng)體,并且采用多巴胺（PDA）和聚乙烯亞胺（PEI）改性氮化硼納米片來(lái)增韌環(huán)氧樹(shù)脂基體。研究中通過(guò)機(jī)械共混法制備了改性氮化硼/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料（EP/BN-PDA-PEI）,探討了不同分子量的聚乙烯亞胺改性氮化硼對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂基體增強(qiáng)增韌效果的影響。結(jié)果表明當(dāng)PEI分子量為10000時(shí),改性環(huán)氧樹(shù)脂的綜合性能達(dá)到最優(yōu)。EP/BN-PDA-PEI-10000的拉伸強(qiáng)度、斷裂韌性和斷裂伸長(zhǎng)率分別比純EP提高51%、132%和170%。復(fù)合材料的初始儲(chǔ)能模量比純EP提高了1070 MPa,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）沒(méi)有明顯變化,質(zhì)量損失5%時(shí)的熱分解溫度(T_-5%)提高了51℃。研究中利用噴涂法將不同濃度的改性氮化硼溶液噴涂到玄武巖... 

【文章來(lái)源】：西南科技大學(xué)四川省

【文章頁(yè)數(shù)】：65 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

玄武巖纖維主要組份及含量

西南科技大學(xué)碩士學(xué)位論文6緣材料、電子儀表、機(jī)械、涂料及先進(jìn)復(fù)合材料等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛[63,64]。根據(jù)分子結(jié)構(gòu)不同，可以將環(huán)氧樹(shù)脂大概分為五種類(lèi)別[65]，它們分別是：(1)縮水甘油醚類(lèi)環(huán)氧樹(shù)脂；(2)縮水甘油酯類(lèi)環(huán)氧樹(shù)脂；(3)縮水甘油胺類(lèi)環(huán)氧樹(shù)脂；(4)線型脂肪族類(lèi)環(huán)氧樹(shù)脂；(5)脂環(huán)族類(lèi)環(huán)氧樹(shù)脂。其中，最常見(jiàn)且商品化程度最高的是雙酚A-縮水甘油醚，即雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂，其化學(xué)結(jié)構(gòu)如圖1-2所示[66]。圖1-2雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂化學(xué)結(jié)構(gòu)示意圖[66]Fig.1-2ThechemicalstructureofbisphenolAepoxyresins由于環(huán)氧樹(shù)脂要經(jīng)過(guò)固化成型后才可以應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域中,所以其最終的性能取決于環(huán)氧樹(shù)脂固化物的性能[67]。而環(huán)氧樹(shù)脂固化物的性能是由固化物的分子結(jié)構(gòu)決定的。固化物的分子結(jié)構(gòu)及其形成則又取決于環(huán)氧樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)及性能、固化劑或添加劑的結(jié)構(gòu)及性能，以及環(huán)氧樹(shù)脂的固化歷程[68]。雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂的分子結(jié)構(gòu)決定了其固化物性能具有以下特點(diǎn)：(1)大分子的兩端是反應(yīng)能力很強(qiáng)的環(huán)氧基，且其具有很高的內(nèi)聚強(qiáng)度，因此當(dāng)其它基體材料與環(huán)氧樹(shù)脂結(jié)合時(shí)，可以產(chǎn)生較大的粘結(jié)力，所以環(huán)氧樹(shù)脂在工業(yè)上常常被用作膠黏劑[69]。(2)樹(shù)脂的主鏈上還有大量苯環(huán)、異丙基和次甲基，所以其固化物有較高的耐腐蝕性、電性能和一定的韌性，苯環(huán)還可以增強(qiáng)聚合物的耐熱性和剛性[70]。(3)環(huán)氧樹(shù)脂自身含有羥基、醚鍵等極性基團(tuán)，不僅有助于提高樹(shù)脂的浸潤(rùn)性和粘附力，還可以增強(qiáng)填料與樹(shù)脂之間的反應(yīng)性，從而使環(huán)氧樹(shù)脂材料的綜合性能得到有效提高，因此其應(yīng)用范圍也被擴(kuò)大了。(4)環(huán)氧樹(shù)脂在固化時(shí)，環(huán)氧基三元環(huán)會(huì)先開(kāi)環(huán)，然后與固化劑發(fā)生加成反應(yīng)，因此反應(yīng)過(guò)程中幾乎不生成揮發(fā)性的低分子產(chǎn)物。于是樹(shù)脂的工藝性好，可低壓成型或接觸壓成型，同時(shí)還能夠?

1緒論11圖1-3PBA改性BN及其環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料制備過(guò)程[107]Fig.1-3TheschemeofPBAmodifiedBNanditsepoxycomposite.1.4本課題的研究思路、主要內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)1.4.1研究思路近幾十年來(lái)，由于玄武巖產(chǎn)品具有良好的物理化學(xué)和力學(xué)性能，以及良好的加工性能和低成本的相應(yīng)生產(chǎn)技術(shù)，人們對(duì)將玄武巖纖維作為復(fù)合材料增強(qiáng)體的興趣與日俱增。其中，因?yàn)樾鋷r纖維增強(qiáng)樹(shù)脂基復(fù)合材料層合板擁有成型性好、易加工的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在各大與民生和軍工相關(guān)的領(lǐng)域[109]。但是傳統(tǒng)的層合板的各層之間僅由基體樹(shù)脂粘結(jié)，在受到外界載荷時(shí)容易發(fā)生分層損傷現(xiàn)象，這限制了玄武巖纖維增強(qiáng)樹(shù)脂基復(fù)合材料層合板的實(shí)際運(yùn)用[110]。因此，要想提高層合復(fù)合材料的性能和實(shí)際運(yùn)用范圍，首先要改善其層間韌性，抑制其分層現(xiàn)象。實(shí)際上，層合復(fù)合材料基體的韌性是整個(gè)復(fù)合材料韌性的關(guān)鍵�；w韌性越高，則層合板在受到外力沖擊時(shí)越能抵抗分層破壞，提升負(fù)載能力，從而降低復(fù)合材料的受損情況。因此，本課題對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂基體進(jìn)行了增韌研究，然后再與玄武巖纖維復(fù)合制備層合板復(fù)合材料，以期獲得不管在常溫還是低溫下，都能保持優(yōu)異綜合性能的纖維增強(qiáng)樹(shù)脂復(fù)合材料。1.4.2研究?jī)?nèi)容本論文以國(guó)產(chǎn)玄武巖纖維為復(fù)合材料的增強(qiáng)材料，以E-51環(huán)氧樹(shù)脂為基體，二乙基甲苯二胺（DETDA）為固化劑，利用多巴胺在堿性條件下的自聚和超強(qiáng)的粘附性，采用噴涂法，將不同濃度的聚多巴胺（PDA）/聚乙烯亞胺（PEI）改性氮化硼引入到玄

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]環(huán)氧樹(shù)脂增韌機(jī)理及研究進(jìn)展[J]. 袁智慧,牛永平,汪小偉,杜三明.  熱固性樹(shù)脂. 2019(06)
[2]高韌性環(huán)氧樹(shù)脂最新研究進(jìn)展[J]. 趙珩,李杰,郭安儒.  化學(xué)與粘合. 2019(05)
[3]環(huán)氧樹(shù)脂的應(yīng)用及市場(chǎng)分析[J]. 張謙,王涵,畢治功.  彈性體. 2019(01)
[4]玄武巖纖維對(duì)超高強(qiáng)混凝土力學(xué)性能的影響[J]. 楊智碩,陳明霞,葉梅新.  混凝土與水泥制品. 2019(02)
[5]玄武巖纖維布增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料研究[J]. 陳杰,盧祉巡.  吉林化工學(xué)院學(xué)報(bào). 2019(01)
[6]無(wú)機(jī)納米粒子在環(huán)氧樹(shù)脂增韌改性中的應(yīng)用[J]. 王慧,王秀玲,丁著明.  熱固性樹(shù)脂. 2018(06)
[7]玄武巖纖維的發(fā)展及應(yīng)用[J]. 孫涵,鐘智麗,薛兆磊,王子帥.  紡織科學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2018(04)
[8]玄武巖纖維及其復(fù)合材料作為建材的創(chuàng)新應(yīng)用[J]. 吳智深.  江蘇建材. 2018(04)
[9]BN表面改性對(duì)BN/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料導(dǎo)熱性能的影響[J]. 汪蔚,曹萬(wàn)榮,陳婷婷.  復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2018(02)
[10]聚醚砜增韌環(huán)氧樹(shù)脂的力學(xué)性能及固化體系相分離[J]. 賈文品,周金利,余木火,韓克清,朱姝,程超.  玻璃鋼/復(fù)合材料. 2017(03)

碩士論文
[1]稀土La鹽改性玄武巖纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂基復(fù)合材料力學(xué)性能研究[D]. 王琢.哈爾濱工程大學(xué) 2015
[2]玄武巖纖維增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的制備及性能研究[D]. 謝雨凌.上海交通大學(xué) 2013
[3]玄武巖纖維混凝土耐久性研究[D]. 蘇青青.天津城市建設(shè)學(xué)院 2012
[4]BF/PU-EP復(fù)合材料的制備及性能研究[D]. 肖義岳.哈爾濱理工大學(xué) 2012
[5]改性玄武巖纖維及其復(fù)合材料力學(xué)性能研究[D]. 何昊.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
[6]玄武巖纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合工藝和機(jī)理的研究[D]. 許小芳.北京林業(yè)大學(xué) 2010
[7]連續(xù)玄武巖纖維復(fù)合材料制備技術(shù)研究[D]. 楊小兵.江蘇大學(xué) 2009
[8]玄武巖連續(xù)纖維及其混雜復(fù)合材料性能評(píng)價(jià)[D]. 魏斌.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
[9]玄武巖連續(xù)纖維增強(qiáng)樹(shù)脂及增強(qiáng)結(jié)構(gòu)用膠合板的研制[D]. 丁杰.北京林業(yè)大學(xué) 2008



本文編號(hào)：3145240