功能材料论文

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1、西南科技大学课程论文报告论文题目：碳纤维增强环氧树脂基复合材料的研究课程：新型功能材料姓名：陈永乐学号：2012010005专业：材料工程二〇一三年七月碳纤维增强环氧树脂基复合材料的研究摘要：碳纤维增强聚合物基复合材料一直以来都是研究的热点，作为所有基体材料中应用得最广泛的环氧树脂，也是研究得最多的。本文简述了TDE-85环氧树脂的改性研究，固化剂的固化特性和预浸料的制备方法，综述了近几年国内外碳纤维增强环氧树脂基复合材料的研究进展和应用，并作了碳纤维/环氧树脂复合材料在汽车燃料电池方面的应用展望。关键词：碳纤维，环氧树脂，

2、基体，复合材料，预浸料Abstract：Carbonfiberreinforcedpolymermatrixcompositeshasalwaysbeenahotresearch,epoxyresinwhichisnotonlythemostwidelyusedofallthematrixmaterials,butalsothemoststudied.ThispaperdescribestheModificationofTDE-85epoxy，characteristicsofcuringagentsandtheprepar

3、ationofprepreg,reviewingcarbonfiberreinforcedepoxyresincompositesresearchandapplicationsincivilandabroadinrecentyears,andmadeofcarbonfiber/epoxycompositesintheautomotivefuelcellintheapplicationprospectKeywords：Carbonfiber，epoxyresin，substrate，composite，prepreg0前言在众

4、多复合材料（金属基复合材料、陶瓷基复合材料和碳基复合材料）中，碳纤维增强聚合物复合材料（CarbonFiberReinforcedPolymerComposite，简称CFRP）以其较高比强度、比刚度、抗疲劳、尺寸稳定性和耐腐蚀好等优异性能，在航空航天、国防军工、建筑材料、汽车工业以及体育运动休闲器材等领域均得到了广泛的应用[1]。在航空航天领域，国外先进复合材料在飞机结构上的应用范围已发展到机翼、机身等主承力结构[2]。为满足飞机的损伤容限设计要求，其复合材料的主承力结构都采用了以高性能碳纤维为增强体、以高温固化高韧性环氧

5、树脂为基体的复合材料。近年来，随着国内碳纤维生产规模的扩大、成本的降低以及生产技术的发展，碳纤维增强聚合物复合材料从最初在国防军工领域仅限于军机上的使用上升到现在军民机两用的高度，同时在能源发电、体育器材、交通运输以及生物医用工具领域都大量使用。碳纤维增强环氧树脂基复合材料是以碳纤维为增强体，环氧树脂为基体。由于碳纤维是是脆性材料[3]，所以可以通过与环氧树脂复合来提高复合材料的韧性，而碳纤维优良的力学性能又能赋予复合材料良好的强度和刚度。在制备碳纤维增强环氧树脂复合材料的过程中，是先将碳纤维和环氧树脂基体通过预浸工艺制成预

6、浸料，然后再通过模压成型工艺将预浸料制成复合要求的复合材料制品。1碳纤维增强环氧树脂预浸料1.1环氧树脂基体目前用于高档复合材料的树脂以环氧树脂为主。为了进一步提高复合材料的耐热性、强度和刚度(即模量)，国内外科学工作者研制了许多性能比通用的双酚A型环氧树脂尤良的新型环氧树脂，国内工业化的品种也不少。下面介绍的TDE-85环氧树脂就是我国近年来研制成功并首先投入工业化生产的性能较好的一种新型环氧树脂。TDE-85环氧树脂，学名：4,5-环氧环已烷-1,2-二甲酸二缩水甘油酯(4,5-epoxycyclohexane-1,2-

7、dicarboxylateDiglycidyl)。它是一种三官能度环氧树脂，是目前国内外开发的环氧树脂中唯一分子既含有活泼的缩水甘油酯基，又有脂环环氧基的树脂。具有缩水甘油酯和酯环环氧双重特性。TDE-85环氧树脂可制成耐高温粘合剂，灌注料，涂料和性能优良的复合材料。尤其是制成纤维复合材料，其性能就更加突出.它不仅在常温下有优良的力学性能，而且在100℃的高温下许多力学性能指标也基本不变，因此，它是一种很有实用价值的复合材料基体树脂。但是环氧树脂同时也存在着固化后交联密度高、质脆，耐疲劳性和耐温等级不够高等缺点，制约了环氧树

8、脂不能很好的用于结构材料等类型的复合材料，因此改性环氧树脂的韧性及耐热性一直是国内外研究的重要课题之一。近年来国内外也做了不少针对TDE-85环氧树脂的增韧及提高耐热性能的改性研究。李镇江等[4]，以异丙酮二异氰酸酯（IPDI）、聚丙二醇（PPG）、4,5-环氧环己烷-1,2-二甲酸二缩水