聚醚砜改性环氧树脂的性能研究.doc

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1、摘要TDE-85是一种三官能度环氧树脂，其固化物拥有良好的热性能和机械性能性能，最为显著的是其高强度、高温承受能力和高粘接性能。大量研究表明，TDE-85与碳纤维(CF)界面结合较好。但TDE-85经固化后也存在着一些不足，如交联密度高、质脆以及耐疲劳性不够高等缺点。本论文针对TDE-85固化后存在的问题，采用热塑性树脂聚醚砜（PES）和CF对其的韧性、热性能和力学性能进行改性研究。采用高性能热塑性树脂聚醚砜（PES）增韧改性TDE-85体系。固化剂选用4,4’-二氨基二苯砜（DDS）。采用差示扫描量热仪（DSC）、动态热机械分析仪（DMA

2、）和机械性能测试探讨了不同PES含量对TDE-85/PES复合体系机械性能和热性能的影响。结果表明，添加一定量的PES可以提高TDE-85环氧体系的机械强度和耐热性，当PES添加量为8.00wt%时，冲击强度、拉伸强度和断裂伸长率分别提高了44.20%、20.60%和29.29%；此外，采用扫描电子显微镜（SEM）对TDE-85/PES复合体系断裂面的微观形貌进行表征，分析表明TDE-85/PES复合体系为两相结构，分散相PES呈不规则的变形颗粒分散在环氧树脂中，研究证实，PES的增韧主要是通过PES与TDE-85环氧树脂在复合体系固化过程

3、中，所形成的半互穿网络(S-IPN)和分散的PES微粒受压力作用引发的变形起作用。　　　采用短切碳纤维改性TDE-85/PES复合体系。对TDE-85/PES/CF复合体系的固化试样进行DMA和机械性能测试，结果表明，碳纤维的添加提高了复合体系的热性能与机械性能，当CF含量为0.31wt%时，冲击强度、拉伸强度和断裂伸长率分别提高了84.64%、37.35%和40.20%；采用SEM对复合体系冲击断面的微观形态进行分析，研究发现CF全部都以单丝状态均匀分布于树脂基体中。因此可以认为CF与TDE-85树脂相容性很好，界面粘结强度很高。与此同时

4、，研究发现在CF与TDE-85的共混过程中，CF产生了一定的取向，当复合体系受到外力的突然冲击时，外力会由基体通过界面传递给高强度高韧性的CF，从而达到有效的分散外力的作用，增强了复合材料承受外力作用的能力，在宏观上表现为有效的改善了复合体系的机械性能。关键词:TDE-85环氧树脂聚醚砜增韧机械性能微观形态Abstract　　　TDE-85waswidelyknownasakindofthree-functionepoxyresin.ThecuredTDE-85epoxyresinhasexcellentthermo-mechanicalp

5、roperties,withhighstrength,goodthermalstability,highadhesionofthemostprominent,andtheinterfacebindingwithcarbonfiber(CF)isbetter,atthesametime,itstillhassomedisadvantages,suchasahighcrosslinkingdensity,verybrittleaftercuring,andthefatigueresistanceisnotenoughhigher.Inthisw

6、ork,TDE-85epoxyresinwasmodifiedwiththermoplasticsandCF.　　　High-performanceductilethermoplasticspolyethersulfone(PES)wasusedtotoughTDE-85epoxyresinsystems.Thecuringagentusedis4,4’-diaminodiphenylsufone(DDS).TheeffectsofPEScontentonthethermo-mechanicalpropertiesoftheTDE-85/P

7、EScompositesystemswerestudiedbyDifferentialscanningcalorimetry(DSC)、Themomechanicalanalyzar(DMA)andmechanicalpropertytest.Theresultsshowedthatthemechanicalstrengthandglasstransitiontemperature(Tg)ofepoxyresincouldbeimprovedobviouslybyaddingPESwithsomecontent.Whenthemassrat

8、ioofPESwas8.00wt%,theimpactstrength,tensilestrengandthelongationatbreakoftheTDE-85/PEScom