雜化殼結構環(huán)氧微膠囊及雙馬來酰亞胺/微膠囊體系結構與性能研究
發(fā)布時間:2025-01-03 23:12
隨著現代工業(yè)和科學技術的快速發(fā)展,高性能樹脂基復合材料憑借其優(yōu)良的綜合性能和廣泛的適用性而日益受到重視。其中,雙馬來酰亞胺(BMI)樹脂因具有優(yōu)良的耐熱性、耐濕性、耐輻射、電絕緣性以及較高的強度和模量,被廣泛應用于航空、航天、膠黏劑、電器絕緣材料及功能材料等工業(yè)領域,但是其固化產物存在脆性大、韌性差等缺點,使其在受外力加載、熱應力等因素的影響時易產生微裂紋,這些微裂紋一旦擴展會造成材料性能下降,影響材料的使用性能,縮短材料的使用壽命。而將含有修復劑的微膠囊埋植在樹脂基體中,微膠囊在適當的控制條件下可釋放囊芯至裂紋處發(fā)生聚合反應,粘結裂紋,達到恢復材料性能的目的;同時,微膠囊還可以增韌樹脂基體。目前現存的大多數微膠囊自身的熱穩(wěn)定性較差,其不能滿足高性能樹脂基復合材料的高溫加工工藝,同時還可能會降低基體的熱性能,這一劣勢大大限制了微膠囊在樹脂基復合材料中的應用。因此,合成一種既可以賦予基體自修復功能,又可以改善或維持材料基體本身性能的耐熱性優(yōu)異的微膠囊極富挑戰(zhàn)性。研究表明,有機-無機雜化殼膠囊可以明顯改善微膠囊的熱性能。因此,基于自修復高性能樹脂基復合材料的要求及現有自修復膠囊的缺陷,本文擬...
【文章頁數】:100 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 文獻綜述
1.1 前言
1.2 微膠囊技術簡介
1.2.1 微膠囊的概念
1.2.2 微膠囊的制備方法
1.2.2.1 原位聚合法
1.2.2.2 界面聚合法
1.2.2.3 相分離法
1.2.2.4 噴霧干燥法
1.3 微膠囊自修復技術在聚合物基復合材料中的應用
1.3.1 微膠囊自修復機理
1.3.2 微膠囊自修復劑體系的類型
1.3.2.1 DCPD自修復劑體系
1.3.2.2 環(huán)氧樹脂自修復劑體系
1.3.2.3 硅氧烷自修復劑體系
1.3.2.4 HDI自修復劑體系
1.3.2.5 溶劑型自修復劑體系
1.3.2.6 甲基丙烯酸縮水甘油酯型(GMA)自修復劑體系
1.3.2.7 干性油自修復劑體系
1.3.2.8 其它自修復劑體系
1.3.3 自修復型微膠囊對高性能聚合物基復合材料性能的影響
1.3.4 自修復型微膠囊在高性能聚合物基復合材料中應用存在的問題
1.4 BMI樹脂的改性
1.4.1 烯丙基化合物改性BMI
1.4.2 二元胺擴鏈改性BMI
1.4.3 橡膠改性BMI
1.4.4 熱塑性樹脂改性BMI
1.4.5 液晶改性BMI
1.4.6 互穿網絡改性BMI
1.4.7 無機剛性粒子改性BMI
1.4.8 超支化聚合物改性BMI
1.4.9 MCs改性BMI
1.5 課題的提出及研究內容
第二章 雜化殼結構環(huán)氧微膠囊的合成與性能
2.1 前言
2.2 實驗部分
2.2.1 實驗主要原料
2.2.2 實驗儀器與設備
2.2.3 球形環(huán)氧粒子乳液的制備
2.2.4 MCs的制備
2.2.5 MCs的結構表征與性能測試
2.2.5.1 紅外光譜
2.2.5.2 形貌分析
2.2.5.3 粒徑分析
2.2.5.4 楊氏模量的測定
2.2.5.5 熱性能分析
2.2.5.6 囊芯的測定
2.3 結果與討論
2.3.1 環(huán)氧樹脂的包覆原理
2.3.2 MCs的化學結構
2.3.3 MCs的形貌及粒徑
2.3.4 MCs的楊氏模量
2.3.5 MCs的熱性能
2.4 本章小結
第三章 雙馬來酰亞胺/環(huán)氧微膠囊體系的結構與性能
3.1 前言
3.2 實驗部分
3.2.1 實驗原料
3.2.2 實驗設備
3.2.3 BMI/DBA及BMI/DBA/MCs體系的制備
3.2.4 結構表征與性能測試
3.2.4.1 力學性能測試
3.2.4.2 斷面形貌分析
3.2.4.3 動態(tài)力學性能分析
3.2.4.4 介電性能分析
3.2.4.5 導熱系數分析
3.2.4.6 熱膨脹系數分析
3.2.4.7 錐形量熱分析
3.2.4.8 交聯(lián)密度的計算
3.2.4.9 自修復效率(η)的計算
3.3 結果與討論
3.3.1 BMI/DBA/MCs復合材料的固化行為
3.3.2 BMI/DBA/MCs復合材料的力學性能
3.3.3 BMI/DBA/MCs復合材料的熱性能
3.3.4 BMI/DBA/MCs復合材料的熱傳導性能
3.3.5 BMI/DBA/MCs復合材料的熱膨脹性能
3.3.6 BMI/DBA/MCs復合材料的阻燃性能
3.3.7 BMI/DBA/MCs復合材料的介電性能
3.3.8 BMI/DBA/MCs復合材料的自修復性能
3.4 本章小結
第四章 結論
參考文獻
碩士期間取得的科研成果
致謝
本文編號:4022528
【文章頁數】:100 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 文獻綜述
1.1 前言
1.2 微膠囊技術簡介
1.2.1 微膠囊的概念
1.2.2 微膠囊的制備方法
1.2.2.1 原位聚合法
1.2.2.2 界面聚合法
1.2.2.3 相分離法
1.2.2.4 噴霧干燥法
1.3 微膠囊自修復技術在聚合物基復合材料中的應用
1.3.1 微膠囊自修復機理
1.3.2 微膠囊自修復劑體系的類型
1.3.2.1 DCPD自修復劑體系
1.3.2.2 環(huán)氧樹脂自修復劑體系
1.3.2.3 硅氧烷自修復劑體系
1.3.2.4 HDI自修復劑體系
1.3.2.5 溶劑型自修復劑體系
1.3.2.6 甲基丙烯酸縮水甘油酯型(GMA)自修復劑體系
1.3.2.7 干性油自修復劑體系
1.3.2.8 其它自修復劑體系
1.3.3 自修復型微膠囊對高性能聚合物基復合材料性能的影響
1.3.4 自修復型微膠囊在高性能聚合物基復合材料中應用存在的問題
1.4 BMI樹脂的改性
1.4.1 烯丙基化合物改性BMI
1.4.2 二元胺擴鏈改性BMI
1.4.3 橡膠改性BMI
1.4.4 熱塑性樹脂改性BMI
1.4.5 液晶改性BMI
1.4.6 互穿網絡改性BMI
1.4.7 無機剛性粒子改性BMI
1.4.8 超支化聚合物改性BMI
1.4.9 MCs改性BMI
1.5 課題的提出及研究內容
第二章 雜化殼結構環(huán)氧微膠囊的合成與性能
2.1 前言
2.2 實驗部分
2.2.1 實驗主要原料
2.2.2 實驗儀器與設備
2.2.3 球形環(huán)氧粒子乳液的制備
2.2.4 MCs的制備
2.2.5 MCs的結構表征與性能測試
2.2.5.1 紅外光譜
2.2.5.2 形貌分析
2.2.5.3 粒徑分析
2.2.5.4 楊氏模量的測定
2.2.5.5 熱性能分析
2.2.5.6 囊芯的測定
2.3 結果與討論
2.3.1 環(huán)氧樹脂的包覆原理
2.3.2 MCs的化學結構
2.3.3 MCs的形貌及粒徑
2.3.4 MCs的楊氏模量
2.3.5 MCs的熱性能
2.4 本章小結
第三章 雙馬來酰亞胺/環(huán)氧微膠囊體系的結構與性能
3.1 前言
3.2 實驗部分
3.2.1 實驗原料
3.2.2 實驗設備
3.2.3 BMI/DBA及BMI/DBA/MCs體系的制備
3.2.4 結構表征與性能測試
3.2.4.1 力學性能測試
3.2.4.2 斷面形貌分析
3.2.4.3 動態(tài)力學性能分析
3.2.4.4 介電性能分析
3.2.4.5 導熱系數分析
3.2.4.6 熱膨脹系數分析
3.2.4.7 錐形量熱分析
3.2.4.8 交聯(lián)密度的計算
3.2.4.9 自修復效率(η)的計算
3.3 結果與討論
3.3.1 BMI/DBA/MCs復合材料的固化行為
3.3.2 BMI/DBA/MCs復合材料的力學性能
3.3.3 BMI/DBA/MCs復合材料的熱性能
3.3.4 BMI/DBA/MCs復合材料的熱傳導性能
3.3.5 BMI/DBA/MCs復合材料的熱膨脹性能
3.3.6 BMI/DBA/MCs復合材料的阻燃性能
3.3.7 BMI/DBA/MCs復合材料的介電性能
3.3.8 BMI/DBA/MCs復合材料的自修復性能
3.4 本章小結
第四章 結論
參考文獻
碩士期間取得的科研成果
致謝
本文編號:4022528
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