高刚度环氧树脂与高模碳纤维的界面相容和性能匹配

许鹏; 李刚; 于运花; 杨小平

doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20181121.003

高刚度环氧树脂与高模碳纤维的界面相容和性能匹配

北京化工大学有机无机复合材料国家重点实验室, 北京 100029

基金项目: 国家自然科学基金（U1362205）；中央高校基本科研业务费专项资金（XK1802-2）

详细信息

通讯作者:
杨小平,博士,教授,博士生导师,研究方向为高性能纤维增强树脂基复合材料,E-mail:yangxp@mail.buct.edu.cn

中图分类号: TB332
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出版历程
- 收稿日期: 2018-09-19
- 刊出日期: 2019-09-14

Interface compatibility and performance matching between high-rigidity epoxy resin and high-modulus carbon fiber

State Key Laboratory of Organic and Inorganic Composite Materials, Beijing University of Chemical Technology, Beijing 100029, China

摘要

摘要: 自行开发了一种高刚度环氧树脂（5182树脂），研究了5182树脂的增刚机制、耐热性能和力学性能。结果表明，原位生成的酰亚胺刚性链段及增加的多交联位点提高了5182树脂交联网络的刚性，其玻璃化转变温度达228℃，拉伸模量达到4 375 MPa。采用高刚度5182树脂制备了国产BHM3和东丽M40J高模碳纤维增强高刚度环氧树脂复合材料，考察了高模碳纤维/高刚度环氧树脂单丝复合材料的界面黏结性能和断面微观形貌，并评价了高模碳纤维/高刚度环氧树脂单向复合材料的宏观力学性能。结果表明，由于树脂模量的提高及界面破坏区域由碳纤维表面转移到环氧树脂区，高模碳纤维/高刚度环氧树脂复合材料的界面剪切强度最高达106.8 MPa，宏观力学性能优异，尤其弯曲性能和层间剪切强度大幅提高。
- 高模碳纤维 /
- 环氧树脂 /
- 模量匹配 /
- 力学性能 /
- 界面性能
Abstract: A kind of high-rigidity epoxy resin (5182 resin) was designed and its stiffness enhancement mechanisms in crosslinking network, the heat resistance properties and mechanical properties of epoxy resin were investigated. The results show that the stiffness of crosslinking network of 5182 resin is improved through stiff imide structure and more cross-linked points, the glass transition temperature is 228℃, and tensile modulus reaches 4 375 MPa. High-modulus carbon fiber (Domestic BHM3 and Toray M40J) reinforced high-rigidity 5182 resin composites were prepared, the interface properties, microstructure and the mechanical properties of high-modulus carbon fiber/high-rigidity epoxy resin composites were evaluated. Due to increasing modulus of resin and transferring of interface damage from carbon fiber surface to the resin area, high modulus carbon fiber/high-rigidity epoxy composites shows the highest interfacial shear strength (106.8 MPa) and excellent mechanical performance, especially flexible properties and interlaminar shear strength.
- high-modulus carbon fiber /
- epoxy resin /
- modulus matching /
- mechanical properties /
- interfacial properties

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施引文献(14)

期刊类型引用(7)

1.	陈曼玉，王洁宇，刘思达，孔维纳，班梓发，朱凯，沈超. 中温环氧MF6052高模碳纤维织物复合材料性能研究. 高科技纤维与应用. 2024(02): 64-70 . 百度学术
2.	尹耀薇，叶天贵，陈玉坤，靳国永，欧阳肖. 复合围壳-上层建筑结构流激振动噪声特性. 船舶工程. 2024(08): 35-47 . 百度学术
3.	李娜. 碳纤维/环氧复合材料特性及对竞技体育器材影响. 粘接. 2023(03): 69-72 . 百度学术
4.	袁金，冯彬彬，孟宪慧，张雄军，陆金虎，沈志强. SCRIMP用原位分相增韧中温环氧树脂体系制备及复合材料性能. 塑料工业. 2021(02): 29-35 . 百度学术
5.	胡建海，唐鋆磊，李湉，许亮亮，林冰，杨明君，王莹莹，黎红英，张志恒. 碳纤维和芳纶纤维的蚀刻改性及其复合材料界面结合性能研究进展. 表面技术. 2021(10): 94-116 . 百度学术
6.	孙宇航，张月义，杨小平，李刚，韦振海. 高强/高模碳纤维复合材料界面影响机制及界面相构筑研究进展. 航空制造技术. 2020(15): 22-31 . 百度学术
7.	章文文，徐荣武. 指挥室围壳水动力噪声及控制技术研究综述. 中国舰船研究. 2020(06): 72-89 . 百度学术