腰果酚碳纤维环氧复合材料

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1、腰果酚碳纤维环氧复合材料摘要碳纤维对四官能环氧树脂2,2'-双[4-(4-氨基苯氧基苯基)]丙烷的腰果酚改性丙烷基复合材料都被调查了。差示扫描量热技术被用来研究纯的树脂的固化反应。对复合材料的介电性能进行了比较。使用的腰果环氧树脂在腰果/环氧树脂摩尔比小于0.3/1减环氧树脂提高了耐化学性以及复合材料的机械性能，如弯曲强度和弹性模量，拉伸强度和模量，层间剪切强度。腰果酚含量下降等高级特性。对复合材料的性能进行了观察最高与环氧树脂有腰果腰果树脂/环氧树脂为0.3/1的摩尔比。1996年约翰威利父子公司。简介

2、树脂的性质对单向碳纤维复合材料的性能有很大影响。复合材料力学性能基于增加环氧功能可提高环氧树脂，因为该树脂可在交联更好的参与。因此，许多四官能环氧树脂已为高性能复合材料被开发，比如TGMDA,TGADB和最近的TGBAPC以及TGBAPP。此外，环氧树脂里的添加剂基团可被用于实现部分特定的属性。近年来，腰果酚的添加剂被赋予了很多关注。腰果酚提取于腰果果壳提取液（CSNL）是一种天然的不饱和一C15烷基苯酚侧链的位置。腰果可以参加，无论是在苯酚反应小组或双键的反应。环氧腰果已被用来作为环氧树脂活性稀释剂，从

3、而提高了抗弯强度和抗张强度，但降低了固化率。腰果酚的增塑剂和柔韧剂可和环氧树脂复合材料一起用于抑制火箭推进剂，要求伸长率大和温和的拉伸强度。另一方面，腰果酚能与环氧树脂树脂之间通过腰果酚的-OH基团和环氧树脂的环氧基在适当的温度带或不带催化剂反应。与长链存在的腰果在腰果酚环氧产品链可以给脆性基体的一些具体特征，如更多的弹性，柔韧性，疏水性等，从而改善材料的一些性质。然而,这些效果至今还没有完全被研究好。本文通过测量DSC和一些性质其碳纤维复合材料，如介电性能，力学性能，耐化学性。研究了基于TGBAPP的腰

4、果酚环氧树脂的固化行为。实验材料这个根据其它的报告的程序所准备的环氧树脂TGBAPP，拥有188克/当量环氧当量（确定由盐酸法）。所用的化学品实验室级试剂。由操作台2~4mm汞柱的真空蒸馏得到的腰果酚有1.5094的折射率和在20℃下485cps的布氏粘度。在150±5°C，腰果酚环氧制备了腰果树脂/环氧摩尔比0.1，0.2，0.3，0.4，0.5和0.6（分别对应CE1，CE2，CE3，CE4，CE5，和CE6）以2-甲基咪唑为催化剂。反应直达环氧当量停止改变才结束。二（P-氨基环氧基）甲烷（PACM-

5、20）作为固化剂。碳纤维在本研究用的是TenaxHTA200texf3000(TenaxFibersGmbH&Co.KG,Germany)。根据制造商的数据，该纤维的性能是捻0/Z15吨/米，单丝直径7pm，密度1.77公克╱立方公分，拉伸强度3950兆帕，拉伸模量238GPa和断裂伸长率1.55％。DSC纯的树脂在在Perkin-Elmer公司的差示扫描量热(Norwalk,CT)进行了DSC分析。该系统用一个热功能已知的样本校准过。混合的树脂与固化剂在环氧/胺1/1量比5分钟然后进行测量。样本（-10

6、毫克）以10℃/分钟的速率在20-240°C的温度范围下在干燥氮气中进行扫描。图1：DSC曲线纯的环氧树脂和腰果，环氧树脂：（1）环氧树脂（2）CE2（3）CE4（4）CE6。从DSC扫描得到的放热峰分析得到的热流曲线是时间和温度的函数。从热流量，根据弗里曼，卡罗尔方法计算活化能量（E）和固化反应（n）。复合材料的制备单向碳纤维环氧复合腰果被用于这项研究。复合板是用预浸按体积的60％纤维含量组成。这个切成薄片的没有方向性的预浸料在160℃下固化1小时。把这个化合物再次在180℃下固化2小时。测量所有评估层

7、压板的测量在室温（~20℃）下进行的。节电性能的测量使用文献中描述的电桥。阻抗，介电常数，和介质损耗因子(tanδ)是在1KHZ频率下测定的。垂直单向碳纤维层被应用于电气领域。如拉伸，弯曲，和层间剪切强度等机械性能，分别采用了ASTMD3039-76，D790-71，D2344-84测定。耐化学性的评估是依据美国ASTMD543-87。这个样品用不同的方案浸在水中30天，如20％氢氧化钠，20％盐酸，10％HN03，丙酮。表II复合材料的介电性能结论与讨论DSC一些选定的扫描图所示，固化的特征可以直接从D

8、SC扫描得到，如固化初始温度（Ti）,放热峰（Tp）,及固化完成温度（Tf）,活化能（Ea）和固化反应级数根据弗里曼卡罗尔方法计算载于表一。可以看出，环氧树脂在78℃时开始交联，在136℃时形成一个峰，说明是一个明显的反应，而CE系统需要更高的温度。腰果酚的作用在CE系统中是显而易见的，因为他们的Ti,Tp和Tf随着腰果酚量的增加而增加。这就意味着腰果酚的增加提高了活化能（就如在表I所示的，从86.0到109.7kJ/mol）