原位聚合预浸料制备研究开题报告
2020-04-24 09:42:42
1. 研究目的与意义(文献综述)
预浸料是用树脂基体在严格控制的条件下浸渍连续纤维或织物,通过一定的处理过程制成的一种储存备用的半成品,是制造复合材料的中间材料。当前超过70%的复合材料制品都是由预浸料铺叠后固化而成的。随着对高性能复合材料需求的不断增加,各界学者对快速固化,长储存期,高性能预浸料的开发与应用日益广泛。。
树脂基体在复合材料中起到了粘结增强体,传递载荷,保护纤维,并提供一定功能特性的作用,对复合材料的性能影响较大。环氧树脂是一种常用作基体的树脂。传统的环氧树脂附着力强、固化收缩率小、工艺性好、电绝缘和介电性能优良、固化后力学性能高、稳定性好,但是环氧树脂粘度大,施工不便。其为热固性树脂,固化后形成交联,不便回收利用,且固化温度较高,耗能大,且耗时长,不能满足高效率成型的工艺要求。为了提高预浸料的工艺效率,目前工业上应用最多的是酚氧树脂,其具有很高的机械强度、刚性和韧性;在高的负荷速度下仍有良好的延展性;有低的蠕变值和固化收缩率。酚氧树脂也有一些缺点,例如耐高温性能差,阻燃性能差。能满足高效率成型的预浸料是目前的研究重点,途径是研究聚合配方、制备预浸料的工艺参数控制,通过优化制备出能进行快速冲压成型的预浸料及复合材料制品。
酚氧树脂又叫聚酚氧树脂或苯氧基树脂,它是由双酚A与环氧氯丙烷在碱性介质中缩聚而成的多羟基线型聚合物。酚氧树脂的应用最早是作为工程塑料。由于其分子上存在苯环及次丙基,因而性能上具有良好的机械强度、刚度和韧性,固化收缩率低。由于其链节上含有一个二级羟基,可以参与交联反应,所以酚氧树脂可以通过低交联度的交联扩大分子链,提高其固化工艺性能,在胶粘剂、涂料等方面也有不少应用。1952年,A.S.Carpenter等首次发表了用双酚A和环氧氯丙烷制备高分子量聚羟基醚的专利。1962年首先由美国联合碳化物公司(Union Carbide Co.)开始投入工业化生产。这种树脂分子量比通常的环氧树脂高,但各方面性能仍不够理想。当时的酚氧树脂主要是作为工程塑料使用,由于软化点低这一弱点很大地限制了它的使用。近年来,酚氧树脂的使用领域不断扩展,用量增大,市场价格不断上升。酚氧树脂主要是参与共混,用做塑料、胶粘剂、涂料及其他树脂的改性剂,在电子计算机零件、电工仪表零件以及食品或药品的硬包装等方面也有广泛的应用。因此,通过改性等方法制备具有优良成型性能的酚氧树脂,研究酚氧树脂基预浸料制备与加工技术具有重要意义。
异氰酸酯是异氰酸的各种酯的总称,有单异氰酸酯R—N=C=O、二异氰酸酯O=C=N—R—N=C=O和多异氰酸酯,一般是有不愉快气味的液体。异氰酸酯易与氨或胺作用而生成脲类,易与醇作用,如与多元醇、聚醚、聚酯酰胺、蓖麻油等含活性羟基化合物反应生成氨基甲酸酯,即RNCO R′OH → RNHCOOR′。由于酚氧树脂链节上有二级羟基,因此可以利用与二异氰酸酯或多异氰酸酯与其反应形成交联点,扩大酚氧树脂的分子网结构,从而进一步提高预浸料树脂基体的力学强度、弹性、尺寸稳定性、耐溶剂性等。
北京化工大学孙文丹采用聚氨酯预聚体接枝改性制备本征柔性环氧树脂,应用于预浸料树脂体系和中温固化碳纤维预浸料中。MDI与聚氧化丙烯二醇(PPG)(3种不同分子量Mn=1000,2000,3000)预聚,进而与双酚A环氧树脂的羟基接枝,得到三种不同分子量本征柔性环氧树脂,考察三种体系增韧环氧树脂的性能,IFEP2000增韧性能最佳。Wu, Hew‐Der等人用酚氧树脂增韧酚醛树脂,将酚氧树脂在110°C 溶解于苯酚中形成粘稠溶液,并利用酸性催化剂P-甲苯磺酸(PTSA)来降低混合物的粘度,与酚醛树脂混合,表征共混物中氢键的含量和强度、共混物粘度都随 PTSA 含量的增加而降低,改性后的聚合物共混复合材料的弯曲和冲击强度显著提高。从以上可以看出,合理选择树脂的原料配方,对环氧、酚氧树脂改性,制备性能优良的树脂基体,可以制备出具有高性能的复合材料产品。
| Detect languageAfrikaansAlbanianArabicArmenianAzerbaijaniBasqueBelarusianBengaliBosnianBulgarianCatalanCebuanoChichewaChinese (Simplified)Chinese (Traditional)CroatianCzechDanishDutchEnglishEsperantoEstonianFilipinoFinnishFrenchGalicianGeorgianGermanGreekGujaratiHaitian CreoleHausaHebrewHindiHmongHungarianIcelandicIgboIndonesianIrishItalianJapaneseJavaneseKannadaKazakhKhmerKoreanLaoLatinLatvianLithuanianMacedonianMalagasyMalayMalayalamMalteseMaoriMarathiMongolianMyanmar (Burmese)NepaliNorwegianPersianPolishPortuguesePunjabiRomanianRussianSerbianSesothoSinhalaSlovakSlovenianSomaliSpanishSundaneseSwahiliSwedishTajikTamilTeluguThaiTurkishUkrainianUrduUzbekVietnameseWelshYiddishYorubaZulu | | AfrikaansAlbanianArabicArmenianAzerbaijaniBasqueBelarusianBengaliBosnianBulgarianCatalanCebuanoChichewaChinese (Simplified)Chinese (Traditional)CroatianCzechDanishDutchEnglishEsperantoEstonianFilipinoFinnishFrenchGalicianGeorgianGermanGreekGujaratiHaitian CreoleHausaHebrewHindiHmongHungarianIcelandicIgboIndonesianIrishItalianJapaneseJavaneseKannadaKazakhKhmerKoreanLaoLatinLatvianLithuanianMacedonianMalagasyMalayMalayalamMalteseMaoriMarathiMongolianMyanmar (Burmese)NepaliNorwegianPersianPolishPortuguesePunjabiRomanianRussianSerbianSesothoSinhalaSlovakSlovenianSomaliSpanishSundaneseSwahiliSwedishTajikTamilTeluguThaiTurkishUkrainianUrduUzbekVietnameseWelshYiddishYorubaZulu | | | | | |
| | Options : History : Feedback : Donate | Close |
2. 研究的基本内容与方案
3. 研究计划与安排
第1-3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告。
第4-7周:按照设计方案,研究原位聚合制备预浸料。
第8-11周:采用热分析及材料试验机等测试技术对复合材料结构及物理机械能进行测试。
4. 参考文献(12篇以上)
[1]ohigashi n, kimura m, murakami h. epoxy resin composition, resin sheet, prepreg, multilayer printed wiring board and semiconductor device: us, us8969490[p]. 2015.
[2]wu, hew‐der, ma, chen‐chi m, lin, jia‐min. processability and properties of phenoxy resin toughened phenolic resin composites[j]. journal of applied polymer science, 2015, 63(7):911-917.
[3] yang j, zhu f, sui x, et al. flame retardancy of polyamidocyclotriphosphazene modified with phenoxy in epoxy resin[j]. polymer materials science amp; engineering, 2017, 33(7):53-58 and 64.