黄磊智能材料论文

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1、玻璃纤维高分了0801黄磊3080705019摘要:智能材料(Intelligentmaterial),是一种能感知外部刺激,能够判断并适当处理且木身可执行的新型功能材料。智能材料是继天然材料、合成高分子材料、人工设计材料之后的第四代材料，是现代高技术新材料发展的重要方向之一，将支撑未来高技术的发展，使传统意义下的功能材料和结构材料之间的界线逐渐消失，实现结构功能化、功能多样化。科学家预言，智能材料的研制和大规模应用将导致材料科学发展的重大革命。一般说来，智能材料有七大功能，即传感功能、反馈功能、信息识别与积累功能、响应功能、自诊断能力、自修复能力和自适应能

2、力。关键词：智能材料，仿生材料，玻璃纤维，增强环氧基材料前言：智能材料是指模仿生命系统、感知环境变化，并实时改变口身一种或多种性能参数，作出所希望的、能与变化后的环境相适应的复合材料或材料的复合［1］,而自修复复合材料是智能材料的一个重要分支，在无外界作用条件下，材料木身能对内部缺陷进行自我恢复［2］。材料在使用过程屮不可避免地会产生局部损伤和微裂纹，并曲此引发宏观裂缝而发生断裂，影响材料正常使用和缩短使用寿命［3］。裂纹的早期修复，特別是口修复是一个现实而重要的问题。口修复的核心是能量补给和物质补给，使复合材料对内部或者外部损伤能够进行口修复自愈合，从而消

3、除隐患、增强材料的强度和延长使用寿命。修复过程的物质补给由流体(或流体与固体粉末)提供，能量补给由化学作用完成［4］。自修复材料按机理可分为两大类:一类主耍是通过加热等方式向体系提供能量，使其发生结晶［5〜6］、在表面形成膜［7〜9］或产生交联［10〜11］等作用实现修复;另一类主要是通过在材料内部分散或复合一些功能性物质来实现的，这些功能性物质主要是装有化学物质的纤维［12〜18］或胶囊［19］。已经开展研究的各种修复策略存在各种各样的问题［20］：*体式修复模式强烈依赖人工T涉，如加热；对于外植式修复模式屮的空心管道修复，装填和密封管道的困难以及空心管道

4、的特殊加T工艺限制了可能的规模化丁业应用；而发展最快、最有希望获得实际应用的微胶囊修复方式，却因为修复体系选择不当或微胶囊化的困难而达不到理想的修复效果。为此，木论文计划选用日前正在迅速发展的微胶囊型自修复体系作为研究对象以及常用的环氧树脂材料作为修复对象，选用玻璃纤维为环氧树脂材料的增强材料，选择通用的性能优良的胶粘剂：环氧预聚物/固化剂双胶囊作为修复体系,力图在室温下满足口修复功能实现所必需的能量供给和物质供给，并达到较高的自修复效率。分别对环氧预聚物及其固化剂进行微胶囊化，有利于提高修复剂组分的稳定性、长期保持修复剂组分的活性。玻璃纤维增强环氧基材料由

5、于其优越的力学电学性能，较强的抗腐蚀性能，在FI常生活中有着广泛的应用领域，诸如电子领域的通用电路板，航大航空领域的结构材料等等。而此项目所研究的室温下能口修复的玻璃纤维增强环氧基复合材料将有效提高其使用寿命及其使用性能，相信对国民经济的发展将起到积极的推动作用。1实验1.1主要原料环氧树脂F044,由无锡树脂厂生产;单丝直径为15um的玻璃纤维，由南京化玻院生产;4,40二氨基0二苯甲烷(DDM)、4,40-氨基0二苯M(DDS)，由上海试剂三厂生产.1.2环氧胶的配制在预先称量好的环氧树脂F044屮加入适量的溶剂、固化剂、促进剂和其它添加剂，在85°C下

6、搅拌1h，即得到所需的环氧胶料.1.3单向复合纤维板的制作丁艺连续玻璃纤维缠绕增强环氧树脂的成型工艺对复合材料及制件的性能影响很人.为了使复合材料的结构与性能在制品中能够充分发挥作用，必须选择合适的工艺方法[3].根据实验条件，采用手工缠绕成型法，通过浸胶、缠绕和固化等工序制备单向增强复合材料，制作过程如图1所示.图一单向纤维板制作过程2结果与讨论2.1固化剂和选择选择了两种活性不同的固化剂4,40二氨基0二苯甲烷(DDM)和4,40二氨基0二苯佩(DDS)，与环氧树脂同时进行交联反应.由分子结构式可知,DDM的活性大于DDS的活性，因此，当二者的比例不同时

7、，交联反应的速度和程度不同,单向复合板的力学性能也有很大的差別.图2是DDM/DDS两种固化剂在不同比例时与单向复合板拉伸强度的关系.可以看出，随着DDM/DDS比例的增人，复合材料的拉伸强度出现先增大后减小的现象，在wDDM/wDDS的摩尔比值为3:1处出现极大值.二者比值过大或过小都将导致复合材料的拉仲强度下降.0.95图2沁DM/沙DS与拉伸强度的关系2.2固化剂的用量固化剂的用量对复合材料拉伸强度的彫响见图3.由图3曲线可知，材料的拉伸强度随看固化剂用量的变化而发生改变.当固化剂/树脂的质量分数（wc/w门为28/100时，其拉伸强度达到最大值.这是

8、由于当固化剂用量较少吋，环氧树脂未能完全交联.随着固