含芳香酯基液晶基元环氧树脂固化体系和固化工艺的研究

液晶环氧树脂融合了液晶有序与网络交联的优点,是一种具有很好应用前景的结构和功能材料。本文研究了不同固化剂DDM,DDBA和DDS及不同固化反应条件对液晶环氧浇铸体性能的影响,采用扫描电镜分析了微观结构。结果表明,PHBHQ/DDM体系的综合性能最佳。     

酚酞型聚醚砜与聚双马来酰亚胺半互穿聚合物网络的化学反应研究

借助于示差扫描量热仪(DSC)和红外光谱(IR)技术研究了由酚酞型聚醚砜和双马来酰亚胺的共混体系(PES-C/BMI)形成的半互穿聚合物网络(SIPN)时的化学反应,估算了聚合反应的热力学参数,并将其与双马来酰亚胺本身的固化反应作了比较。结果表明:BMI本身和PES-C/BMI的固化反应均遵循准一级反应动力学,PES-C与BMI之间不发生化学反应,它对BMI的聚合反应影响不大,并由此确立了PES-C/BMI共混体系形成SIPN的固化条件。     

双马来酰亚胺/聚醚砜复相树脂相结构与热性能

利用SEM、DMA和TGA研究双马来酰亚胺(BMI)/聚醚砜(PES)复相树脂微观相结构对热性能的影响。结果显示:BMI/PES复相树脂体系发生了相分离现象,当PES添加量达到15 phr时,复相树脂体系中产生了相反转结构,富BMI颗粒相被富PES相紧密包裹;相比于纯BMI树脂,BMI/PES复相树脂中归属于富BMI相的玻璃化转变温度T_g升高;BMI/PES-5复相树脂中只有一个T_g,其起始模量降低对应的温度升高;随着PES添加量增大,BMI/PES复相树脂高温塑性行为更加明显;由于PES与BMI间良好的界面作用及富PES相的热防护作用,BMI/PES复相树脂的最大热失重温度和残炭率均得到显著增大;树脂体系在氮气氛围中的耐热性要优于空气氛围。     

EP-PI及BMI-PES的反应诱导相分离

研究了EP/PI和BMI/PES两种TS/TP共混体系的反应诱导相分离过程及形貌结构。采用相差显微镜原位研究了反应诱导相分离的过程,发现分相初期形成了均匀的相结构;随着相分离的发展,一定浓度区域样品中的双连续结构经过演化发展,分相后期样品内部与边缘的形貌不一致。通过对固化后样品断面的SEM观察,发现在TP浓度很低时形成海岛结构,当TP浓度稍高,样品形成了核壳结构,在样品边缘和与基板接触的上下等外侧形成了TS的富集区,只有极少量的TP分散颗粒存在;在样品的中间,TS和TP形成双连续结构,其中TP富集相具有细丝状的网络特征。分析认为,EP和BMI为热固性树脂,初始样品为小分子,在反应开始时表现为流体,为快组分;PI和PES为典型的热塑性聚合物,它们的黏弹性特征随着相分离的发展越来越显著,即Tg以下为玻璃态,Tg以上表现出弹性、黏弹性特征,为慢组分。在反应分相过程中,由于TP富集相缠结网络的松弛慢于相分离的速度,因此TP富集相网络的整体收缩不可避免,在TP与TS动力学极不对称的作用之下,初始均匀的双连续结构最终发展为核壳结构。     

PAEK/BMI共混体系分相机理及其层状体系相形态的初步研究

采用原子力显微镜研究了PAEK/双马来酰亚胺共混体系的分相机理和层状体系固化后的相形态结构.通过AFM可以清楚地观察到,PAEK含量较低时,分相机理是成核-增长机理(Nucleation and Growth mechanism,简称NG),形成典型的海岛分相结构;随着PAEK含量的增加,分相机理变成旋节线相分离机理(Spinodal Decomposition,简称SD),形成了典型的双连续结构,随着PAEK的含量进一步增大,形成典型的相反转结构,SEM观察证实了AFM观察的相分离机理.同时共混物的冲击强度在PAEK含量为20phr时出现了一个峰值,此时共混体系的冲击强度提高了近2倍.通过SEM研究PAEK/双马来酰亚胺层状体系,发现PAEK膜与BMI相互接触的区域,由于相互扩散出现了类似共混体系的相形态结构,其中由于BMI的扩散能力较PAEK较强,发现在PAEK相出现大量BMI颗粒,这种结构对于提高双马来酰亚胺树脂的韧性非常有利,通过研究PAEK/双马来酰亚胺共混体系的分相机理及其层状结构的相形态结构,从而为PAEK膜"离位"增韧BMI树脂基复合材料打下基础.     

连续聚合制备聚丙烯腈原丝强度与聚合控制温度的相关性北大核心CSCD

在采用连续聚合工艺方式进行聚丙烯腈(PAN)原丝工程化生产时,聚合过程的控制工艺与原丝的性能有着直接的联系。主要研究了在以丙烯腈(AN)、衣康酸(IA)和2-丙烯酸胺基-2-甲基丙磺酸(AS)为共聚单体的三元共聚体系,通过一套三釜串联的装置采用连续聚合的方式制备PAN的工艺路线中,反应温度这一主要聚合控制工艺与PAN原丝强度的相关性联系。结果表明:聚合反应温度可直接影响到纺丝液的特性黏度、增比黏度,进一步影响纺丝后得到的原丝的结构及性能;随着聚合反应温度的逐步降低,纺丝液的增比黏度逐渐上升,而对应原丝的强度呈现先增加后降低的趋势,当反应温度降至61℃时,原丝的强度达到本实验的最大值(6.8 cN/dtex)。     

双马来酰亚胺/聚醚砜复相树脂固化中相形貌与化学流变性能

采用非等温动态差示量热扫描法(DSC)研究双马来酰亚胺(BMI)/聚醚砜(PES)复相树脂体系的固化特性,利用SEM观察微观相结构,利用旋转流变仪考察BMI/PES复相体系的化学流变性能,探讨相分离与流变性能的关系。结果表明:随着升温速率增大,BMI/PES-25树脂固化反应速率加快,固化特征温度均向高温移动,但固化热焓基本不变。化学流变性能显示,树脂黏度随温度升高首先保持恒定(110～150℃),接着快速增长;体系中PES添加量越大,其对应低黏度的温度区间越宽;在180～200℃的温度区间内,BMI/PES-25树脂体系的黏度发生了一次明显降低,这种现象可能反映了树脂微观相结构经历了由双连续向相反转的演变;BMI/PES-20复相体系的黏度在190～200℃的温度区间内,没有发生明显变化,超过200℃,黏度随温度快速增长;其余BMI/PES复相体系在180℃以上,黏度随温度快速增大;SEM结果表明,BMI/PES-20、BMI/PES-15、BMI/PES-10及BMI/PES-5复相树脂在180～200℃温度区间仅发生了相结构的熟化。     

改性双马来酰亚胺树脂预浸料性能研究

采用二烯丙基双酚A(Ortho-dially Bisphenol A,以下简称O-DABPA)对T型双马来酰亚胺(Bismaleimide,以下简称BMI)树脂进行改性,并用红外光谱(Fourier TransformInfrared,以下简称FT-IR)、差式扫描量热仪(Differential ScanningCalorimetry,以下简称DSC)对改性前后的树脂结构及固化反应进行测定,利用热熔预浸法对改性BMI树脂制备预浸料,考查了预浸料的力学性能及高温下的弯曲性能。结果表明,在175℃下二烯丙基双酚A和T型双马来酰亚胺树脂质量比为1∶1,反应时间为1 h时,改性BMI树脂制备的预浸料工艺性良好,单向板层间剪切强度为84.86 Mpa,在240℃时,弯曲强度及模量分别为1 326.41 MPa和120.31 GPa,强度保留率为76.73%。     

溶胶凝胶法制备稳定ZrC溶胶体系

以正丙醇锆为锆源、蔗糖为碳源制备ZrC溶胶体系,研究了溶剂中水含量对体系胶粒大小、凝胶时间、干凝胶碳热还原产物的物相及粒径大小的影响。同时也对加水之后形成干凝胶的碳热还原过程及碳锆摩尔比进行了详细探讨。结果表明:当C与Zr的摩尔比(记为C/Zrmol)为7、醋酸和水溶剂的体积比为5∶1时,制备出室温下可稳定存在的ZrC前驱体溶胶,Zeta电位约为18.7 m V。此干凝胶在1 700℃下经碳热还原后可得到平均粒径约为240 nm的ZrC粉末。     

GO/CNC/PVA复合纤维的制备及力学性能研究

以氧化石墨烯(GO)和纤维素纳米晶(CNC)为填充质,以聚乙烯醇(PVA)为聚合物基质,通过静电纺丝技术,制得GO/CNC/PVA复合纤维。利用SEM、TEM对填充质及复合纤维形貌进行表征,并利用万能试验机系统研究了不同填充质的比例及含量对纤维力学性能的影响。结果表明:当GO与CNC质量比为1∶2时,复合纤维的拉伸强度可达10.8 MPa,杨氏模量可达401.0 MPa;当GO与CNC质量比为2∶1时,复合纤维韧性增长最明显,其值可达1.46 MJ·m~(-3);当填充质含量为1 wt%时,拉伸强度可达11.3 MPa,杨氏模量可达313.0 MPa,同时断裂伸长率、韧性也有明显的增加,增幅分别为53%和130%。     

含芳香酯基液晶基元环氧树脂固化动力学FTIR研究

应用DTA分析研究了含液晶基元的环氧化物-对羟基苯甲酸对苯二酚二缩水甘油醚与四种芳香胺类固化剂的固化行为，选择了4，4’-二氨基二苯甲烷为固化剂。根据环氧树脂自催化固化反应模型和氨基氢等活性假设，利用傅立叶变换红外光谱法研究了液晶环氧/4，4’-二氨基二苯甲烷体系在90℃、120℃、140℃恒温固化时的动力学行为。结果表明，在反应程度低于40％时，符合自催化模型。     

升温速率对聚丙烯腈纤维预氧化反应的影响及诱导期的研究

用差示扫描量热仪(DSC)研究了聚丙烯腈/衣糠酸共聚物纤维在氧化性气氛(空气)和非氧化性气氛(氩气)下环化反应和氧化反应受升温速率的影响,分析了这两种反应之间的相互作用和反应机理;结合傅里叶红外光谱(FTIR)对DSC回收样品的分析研究了环化反应的诱导期.结果表明,环化反应的引发存在一定的诱导期,升温速率越快,诱导期越...     

基于DSC 法的RTM 工艺用6421 双马树脂固化反应分析

采用DSC方法分析了RTM工艺用6421双马树脂的固化反应,确定了固化度与温度和固化反应速率与时间之间的关系,基于Melak方法分析了固化反应过程,通过数据拟合法得到了n级固化模型、自催化模型及Kamal模型方程中的各个参数值。根据相关系数R2确定了适合的动力学模型。结果表明,6421双马树脂的固化度—温度曲线呈现"S"型,固化反应速率随升温速率的增大而增大;树脂固化反应的表观活化能Ea为105.611 kJ/mol,其固化动力学模型符合Kamal固化模型,模型方程对实验数据拟合结果良好。     

双马来酰亚胺改性酚醛型环氧树脂性能研究

采用双马来酰亚胺(BMI)改性酚醛型环氧树脂(F-51)/芳香胺(DAMI)固化体系。采用DSC,TGA和TMA等仪器考察BMI含量对改性体系的固化行为、力学性能及热稳定性的影响,并用扫描电镜(SEM)研究材料断面的形态结构。结果表明,随着体系中BMI比例的增加,体系固化放热峰向高温区移动,总反应热减小,BMI的加入可以提高材料的力学性能和热稳定性,改性后材料断裂面的形态呈现韧性断裂特征。     

High energy X-ray spectrum of her X-1

Summary On May 8, 1980, we conducted a 90 minute observation on hard X-ray emission (15-200 keV) from Her X-1, using a large area ( 1500 cm²), low background balloon borne X-ray telescope. The energy resolution of the telescope was 17% FWHM at 60 keV. Her X-1 was at binary phase 0.0725 and 2.7 ± 0.5 days after turn on in the 35 day cycle.Average pulsation light curves were obtained by sorting data into 25 equal bins, according to pulse arrival time, modulo the 1.24 sec pulsation period. The width of the main pulse is energy dependent and in the 45–75 keV region about 30% smaller than in the range from 15 to 30 keV.The data have been analyzed by taking the Her X-1 pulse minus background spectrum, where the pulse count rate is defined in a pulse phase interval around the pulse maximum of the 1.24 sec period. The background spectrum was intermittently obtained by a chopping collimator system.A spectral feature is present in emission at an energy of 49.5 (+ 1.5, -3) keV and a FWHM of 18 (+ 6, -3) keV and in absorption at an energy of 29.5 (+ 1.7, -1.5) keV and a FWHM of 17.0 (+ 2.6, -2.8) keV. The intensity of this line feature in emission is (1.8 ± 0.4) photons/cm sec. The line excess in emission over the continuum (with kT = 6.75 (+ 0.2, -0.4) keV) is 7.     

碳纤维增强双马来酰亚胺树脂基复合材料体系冲击后压缩强度研究

探讨了树脂基体、碳纤维增强体以及树脂基体 纤维的界面等对双马来酰亚胺 (简称双马 )树脂基复合材料冲击后压缩强度 (CAI)值的影响 ,指出降低树脂基体的交联密度和产生微观两相结构是提高碳纤维 /双马复合材料CAI值的两个典型方法。合适的树脂含量有利于保持复合材料体系较高的CAI值 ,采用高强高韧性的碳纤维可明显提高复合材料体系的CAI值。为获得较高的CAI值 ,保持合适的树脂基体 纤维界面性能也是必要的     

Defect suppression mechanism of ultrasonic vibration-assisted drilling carbon fiber/bismaleimide composite

Ultrasonic vibration-assisted drilling (UVAD) has recently been successfully applied in the drilling of carbon fiber reinforced polymer/plastic (CFRP) due to its high reliability. Multiple defects have been observed in the CFRP drilling process which negatively affects the quality of the hole. The carbon fiber/bismaleimide (BMI) composites is an advanced kind of CFRPs with greater strength and heat resistance, having been rapidly applied in lightweight and high temperature resistant structures in the aerospace field. To suppress the defect during the drilling of carbon fiber/BMI composites, it is necessary to comprehensively understand the defect formation and suppression mechanism at different positions. In this study, the defects formation in both conventional drilling (CD) and UVAD were observed and analyzed. The variation trend in the defect factor and thrust force with the spindle speed and feed rate were acquired. The results revealed that the UVAD could significantly enhance the hole’s quality with no delamination and burr. Meanwhile, the defect suppression mechanism and thrust force in UVAD were analyzed and verified, where the method of rod chip removal affected the exit defect formation. In summary, UVAD can be considered a promising and competitive technique for drilling carbon fiber/BMI composites.     

POE-g-MAH和PC协同增韧聚对苯二甲酸丁二酯的脆韧转变

研究马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物弹性体(POE-g-MAH)和热塑性树脂(PC)协同增韧聚对苯二甲酸丁二酯的脆韧转变,借助扫描电镜(SEM)观察分析增韧体系的相形态和断口形貌,并对增韧机理进行探讨.结果表明,添加PC后,共混体系的脆韧转变在较低POE-g-MAH含量下发生.当PBT与PC质量配比为50/50时,共混物在POE-g-MAH含量为10%时获得超高韧性,达到78kJ/m2,同时拉伸强度达到52.5MPa.SEM分析认为,PC含量较高时,呈现极不规则的近似条状或片状的分散相结构,以及柔性界面层的存在是共混体系在较低弹性体含量下出现脆韧转变而获得高强韧性的主要机制.