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1、复合材料学报第19卷第2期4月2002年ACTAMATERIAECOMPOSITAESINICAVol.19No.2April2002文章编号:1000-3851(2002)02-0024-04碳纤维复合材料发动机壳体用韧性环氧树脂基体的研究112233陈平,蹇锡高,陈辉,高巨龙,韩冰,朱兴松(1.大连理工大学化工学院高分子材料系,大连116012;2.哈尔滨玻璃钢研究所,哈尔滨150036;3.哈尔滨理工大学,哈尔滨150040)摘要:在综合考虑粘度-力学性能-耐热性能的基础上,开发了一种适用于碳纤维复合
2、材料固体火箭发动机壳体湿法缠绕成型的韧性环氧树脂基体。用DSC,FT-IR等分析手段对该树脂基体的固化反应动力学参数、树脂基体固化物性能和复合材料性能进行了系统研究。结果表明,该树脂基体粘度小、适用期长、韧性高,与碳纤维界面粘接好,所制得的复合材料壳体纤维强度转化率高。关键词:碳纤维;复合材料;发动机壳体;环氧树脂;增韧中图分类号:TB332文献标识码:ASTUDYOFTOUGHENEDEPOXYRESINSMATRIXFORCARBONFIBERCOMPOSITEMOTORCASE112233CHENPi
3、ng,JIANXi-gao,CHENHui,GAOJu-long,HANBing,ZHUXing-song(1.DepartmentofPolymerScienceandMaterial,DalianUniversityofTechnology,Dalian116012,China;2.HarbinFRDResearchInstitute,Harbin150036,China;3.HarbinUniversityofScienceandTechnology,Harbin150040,China)Abstra
4、ct:Atoughenedepoxyresinmatrixisdesignedforthewet-windingofacarbonfibercompos-itesolidrocketmotorcase,undertheconsiderationoftherelationsamongviscosity,mechanicalandheat-resistanceproperties.Thecuringkineticparameter,geltimeandpropertiesofcastingpartsandcar
5、bonfibercompositearestudiedbymeansofDSC,FT-IR,ect.Theresultsshowedthattheformu-lationofthetoughenedepoxyresinmatrixhaslowviscosity,longer-life-timeandhighertoughness,thematrixhasstronginterfacialadhesionwiththecarbonfiber,andthestrengthconversionratioofthe
6、carbonfiberishigh.Keywords:carbonfiber;composite;rocketmotorcase;epoxyresin;toughness碳纤维及其聚合物基复合材料具有高的比强热性的同时,兼顾韧性,以便充分发挥碳纤维高强高度、比模量、导电、传热和热膨胀系数小等一系列优模的特点,提高纤维强度转化率(即制成的复合材料异的性能,目前已成为最理想的宇航工业材料之一,纤维的发挥强度与单丝测试强度的百分比值),一直[1,2][4]世界各国对其发展及其应用都给予了高度重视。是该领域的一个研
7、究热点。目前环氧树脂的增韧环氧树脂是一种优异的热固性树脂,许多年以改性方法很多,主要有橡胶弹性体增韧、热塑性树脂来,一直是先进复合材料领域普遍采用的树脂基体,增韧、热致性液晶聚合物增韧、改变交联网络的化学[5]这是与其较好的耐热性、良好的力学性能以及优异结构增韧等。本文作者针对先进复合材料领域应[3]的工艺性分不开的。但是随着碳纤维性能的提高,用很广的芳香胺/环氧树脂体系,经过配方的设计筛如何在保持环氧树脂良好的工艺性、力学性能和耐选,结合力学性能、耐热性能的测试分析,开发出了收稿日期:2001-01-10
8、;收修改稿日期:2001-04-16基金项目:国家“九五”重点科技攻关项目(98-28A-01-17)作者介绍:陈平(1964),男,博士,教授,主要从事高分子材料、聚合物基复合材料、电气绝缘材料方面的研究。陈平,等:碳纤维复合材料发动机壳体用韧性环氧树脂基体的研究·25·一种韧性、耐热性能及其工艺性能都较好的改性环2结果与讨论氧树脂基体,它不但可以满足航天航空发动机壳体2.1湿法缠绕成型用韧性环氧基体配方的设计
