缠绕成型用BMI树脂化学流变性及流变模型研究
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低温固化烯丙基酚氧树脂/双马来酰亚胺树脂的研究为降低双马来酰亚胺树脂的固化温度,用2-甲基咪唑(2-MI)为烯丙基酚氧树脂/双马来酰亚胺树脂体系的固化催化剂,测试了改性树脂体系的凝胶化时间、力学性能和热性能,并探讨了催化剂含量对树脂性能的影响。
结果表明,当催化剂质量分数为0.5%时,体系性能最佳。
冲击强度为26.39 kJ/m2,弯曲强度为144.85 MPa,热变形温度为202 ℃,树脂具有良好的韧性,并保持了优异的耐热性。
标签:双马来酰亚胺;催化剂;烯丙基化合物;增韧双马来酰亚胺(BMI)树脂因具有优异的耐高温、耐老化性能及机械性能而成为先进复合材料的重要树脂基体。
但未改性的BMI树脂熔点高、固化物脆性大、成型温度高,韧性差和固化温度高是BMI树脂的缺点,使用普通的辅助材料和热压罐来固化成型复合材料很困难。
因此,提高BMI树脂的韧性,降低其加工温度而不降低其耐热性具有重要的意义[1~3]。
在诸多改性方法中,烯丙基化合物改性BMI是最成熟的一种,其中最具代表性的是XU292体系[4],其固化反应是以热引发的方式,靠升高温度实现树脂完全固化。
为降低BMI树脂的反应温度,需要加入催化剂[5]。
咪唑类催化剂中具有孤对电子,可提高反应物的活性,从而降低反应温度。
本文合成了一种新型酚氧树脂用以改性BMI,并用2-甲基咪唑为催化剂,研究了改性树脂的凝胶时间、力学性能和热性能以及催化剂用量对体系性能的影响。
1 实验部分1.1 原材料二烯丙基双酚A(DP),工业级,莱州市莱玉化工有限公司;BMI,工业级,湖北峰光化工厂;E51,工业级,大连齐化化工有限公司;2-甲基咪唑,分析纯,上海化学试剂总厂;催化剂I,自制;烯丙基酚氧树脂(改性剂A),自制。
1.2 仪器设备差示扫描量热(DSC)仪,MDSC2910型,美国TA公司;CMT万能试验机、ZBC-4冲击试验机,深圳新三思材料检测有限公司;环境扫描电子显微镜(SEM),Quanta 200,荷兰Philips-FEI公司。
粘弹性材料的流变行为分析一、引言粘弹性材料是指在施加外力后,物质会发生持续变形,并保持形状的一类材料。
这种材料的独特性质广泛应用于日常生活、工业、医学和科学领域。
例如,化妆品、胶水、涂料、食品等产品中均含有许多粘弹性材料。
此外,粘弹性材料还广泛应用于流体力学、生物医学工程、化学工程、微纳米机器人和智能液体驱动等领域。
在近年的研究中,学者们对于粘弹性材料的流变学行为越来越关注,本文旨在进行流变学行为的分析。
二、粘弹性材料的定义与特征1. 定义粘弹性材料是指在施加外力后,物质会发生持续变形,并长时间维持形状的一类材料。
它的流变行为具有粘滞性和弹性,即其变形与时间有关,是一种非线性反应。
2. 特征(1)时间依赖性:粘弹性材料的流变特性受到外界作用时间的影响。
在应力不断存在的条件下,其流变规律随时间不断改变,其变形特点与时间密切相关。
(2)应力-应变非线性关系:粘弹性材料的应力-应变关系不能简单地表示为线性的、稳定的关系,而是随着时间的演变、应变量的变化一直在变化。
(3)持续塑性变形:粘弹性材料经受正、剪应力后,不会恢复初始形态,而是长时间维持形状,产生持续的、可逆的、可塑性的流变变形。
三、粘弹性材料的流变性质1. 粘滞性粘弹性材料具有较高的黏滞阻抗,因此在过程中会发生较大的形变。
其粘滞阻逆取决于物质的粘度、作用时间、外界施加的力和物质的性质等因素。
2. 延展性粘弹性材料可以被任意延展或挤压,而不会发生断裂。
在某些情形下,它们的应变和扭转也能抵消效应。
3. 弹性粘弹性材料的弹性特点如其名之所言,是指物质施加外力后能够长时间地保持形态。
这种弹性受到物质的许多因素影响,如密度、构造、板层结构等。
四、粘弹性材料流变学行为的分析1. 流变模型流变模型是研究粘弹性材料流变学行为的一种适用模型,常应用于物质的试验或采样。
在这种模型下,我们可以对物质的应力-应变关系进行分析,了解它的弹性特点和塑性变形。
2. 测量方法测量方法依赖于粘弹性材料的性质和流变学行为,通常采用拉伸、扭转、剪切和振动等方式进行测量。
流变本构模型流变本构模型是研究物质在外力作用下的变形行为的数学模型。
它描述了物质的应力与应变之间的关系,是材料力学研究的核心内容之一。
流变本构模型在材料工程、地质学、生物学等领域具有重要的应用价值。
流变学是研究物质变形和流动规律的学科,通过实验和理论分析来描述物质在外力作用下的变形行为。
而流变本构模型则是流变学研究的基础,它能够定量描述材料的力学性能和变形行为。
流变本构模型的选择取决于材料的特性和应用场景,常见的有弹性模型、塑性模型和粘弹性模型等。
弹性模型是最简单的流变本构模型,它假设材料在外力作用下发生变形后能够完全恢复到原始状态,即应力与应变之间存在线性关系。
弹性模型适用于大多数金属和弹性体材料,如弹簧和橡胶等。
常见的弹性模型有胡克定律和泊松比等。
塑性模型适用于塑性变形较大的材料,如金属的塑性变形。
塑性模型描述了材料在外力作用下发生永久性变形的行为,即应力与应变之间存在非线性关系。
常见的塑性模型有屈服准则、硬化规律和流动规律等。
粘弹性模型适用于粘弹性材料,如聚合物和生物组织等。
粘弹性模型描述了材料在外力作用下既存在弹性变形又存在粘性变形的行为,即应力与应变之间存在时间依赖性。
常见的粘弹性模型有弹性体模型、粘弹性体模型和粘弹塑性模型等。
除了上述三种基本流变本构模型外,还有更复杂的模型用于描述特殊材料或特殊应变条件下的变形行为。
例如,黏土的本构模型用于描述土壤的变形行为,生物组织的本构模型用于描述生物体的力学性能。
流变本构模型的选择和参数的确定需要基于实验数据和理论分析。
通过实验可以获得材料在不同应力和应变条件下的变形数据,然后利用数学方法拟合出合适的本构模型。
而理论分析则是基于材料的微观结构和力学原理,推导出适用于特定材料的本构模型。
流变本构模型是研究物质变形行为的数学模型,它能够定量描述材料的力学性能和变形行为。
根据材料的特性和应用场景的不同,可以选择不同的流变本构模型进行研究和分析。
流变本构模型的选择和参数的确定需要基于实验数据和理论分析,以准确描述材料的变形行为。
双马来酰亚胺(BMI)树脂的改性研究进展张杨;冯浩;杨海东;王海民【摘要】Bismaleimide(BMI)resins have excellent properties,such as high temperature resistance,chemical resistance, wet and heat ageing resistance,and excellent mechanical properties and so on. However,BMI resins are hard to process for their high mold temperature,and the cured products are brittle because of the high crosslinking densities. So,lots of works have been performed to achieve good fracture toughness of the BMI resins. In this paper,methods of modification of BMI resins were summarized. Modifiers,such as aromaticdiamine,allylphenols,thermoplastic resins,elastomer and inorganic nanoparticles are used to modify BMI. Some new BMI resins are synthesized.%双马来酰亚胺(BMI)树脂具有优异的综合性能,如耐高温、耐化学品、耐湿热以及优良的力学性能等。
然而BMI 成型温度高、固化物的交联密度大导致固化物的脆性大。
研究人员针对 BMI 树脂的增韧改性做了大量的工作。
综述了 BMI 树脂的改性方法,如芳香族二元胺扩链改性、烯丙基化合物改性、热塑性树脂改性、弹性体改性、新型 BMI 单体的合成和无机纳米材料改性。
固体火箭发动机壳体用材料综述摘要:概述了国内外固体火箭发动机壳体用先进复合材料研究应用现状,同时对固体火箭发动机壳体的纤维缠绕成型工艺进行了阐述。
关键词:固体火箭发动机复合材料树脂基体纤维缠绕成型1 固体火箭发动机简介固体火箭发动机是当今各种导弹武器的主要动力装臵,在航空航天领域也有相当广泛的应用。
它的特点是结构简单,因而具有机动、可靠、易于维护等一系列优点,非常适合现代化战争和航天事业的需要。
但固体火箭发动机部件在工作中要承受高温、高压和化学气氛下的各种复杂载荷作用,因此其材料通常具有极优异的性能,往往代表着当代材料科学的最先进水平。
标志当代高性能固体发动机的主要特征是:“高能、轻质、可控”,这三者都是以先进材料为基础和支柱的,选用具有优良比强度和卓越耐热性能的先进复合材料已成为提高发动机性能的一项决定性因素。
2 固体火箭发动机壳体用材料固体火箭发动机壳体既是推进剂贮箱又是燃烧室,同时还是火箭或导弹的弹体,因此,在进行发动机壳体材料设计时,应考虑如下几个基本原则[1]:a. 固体火箭发动机壳体就其工作方式来讲,是一个内压容器,所以壳体承受内压的能力是衡量其技术水平的首要指标;b. 发动机壳体是导弹整体结构的一部分,所以又要求壳体具有适当结构刚度;c. 作为航天产品,不仅要求结构强度高,而且要求材料密度小;d. 发动机点火工作时,壳体将受到来自内部燃气的加热,而壳体结构材料,尤其是壳体结构复合材料的强度对温度的敏感性较强,所以,在设计壳体结构材料时,不能仅限于其常温力学性能,而应充分考虑其在发动机工作过程中,可能遇到的温度范围内的全面性能。
评价和鉴定壳体材料的性能水平,固然要以最终产品是否满足使用要求为原则,但从设计选材的角度来说,也应有衡量的指标和尺度。
60年代以前一直沿用航空材料常用的比强度和比模量作为主要衡量指标。
70年代以后,考虑到固体发动机是一种高压容器,选用反映材料容器效率的容器特性系数PV/W 作为衡量指标。
第1期纤维复合材料㊀No.1㊀1142024年3月FIBER ㊀COMPOSITES ㊀Mar.2024缠绕用改性双马来酰亚胺树脂体系性能的研究李金亮,迟㊀波,高小茹,李㊀庚(哈尔滨玻璃钢研究院有限公司,哈尔滨150028)摘㊀要㊀采用T 型双马来酰亚胺树脂和脂肪族双马来酰亚胺树脂为基体树脂,通过添加稀释剂㊁增韧剂㊁不饱和芳烃型固化促进剂,制备了一种适用于缠绕工艺的低粘度改性双马来酰亚胺树脂体系,通过DSC 法确定了树脂体系的固化制度,考察了树脂固化物的耐热性能,采用缠绕工艺制备了国产T800复合材料单向板并测试了力学性能㊂结果表明,在35ħ时,树脂体系粘度为760MPa㊃s,固化物的玻璃化转变温度为287.7ħ,复合材料单向板0ʎ拉伸强度为2457.44MPa,模量为162.55Gpa,弯曲强度为1554.28MPa,层间剪切强度为62.45MPa,纤维与树脂匹配性能良好,力学性能优异㊂关键词㊀缠绕工艺;双马来酰亚胺树脂;复合材料;力学性能Study on the Performance of BismaleimideResin System for WindingLI Jinliang,CHI Bo,GAO Xiaoru,LI Geng(Harbin FRP Institute Co.,Ltd.,Harbin 150028)ABSTRACT ㊀A modified bismaleimide resin system with low viscosity was prepared for the process of winding,through adding diluent,toughening agent,and unsaturated aromatic curing accelerator into the matrix resins of T -type and aliphatic bismaleimide resins.The curing degree of the resin system was analyzed through DSC,the heat resistance of the cured resin was investigated,and the mechanical properties of T800unidirectional laminates fabricated by winding were tested.The vis-cosity of the resin system exhibits 760MPa㊃s at 35ħ,the glass transition temperature of the cured resin is 287.7ħ;the 0ʎtensile strength,modulus,bending strength,and interlaminar shear strength of the laminates is 2457.44MPa,162.55GPa,1554.28MPa,and 62.45MPa,respectively,which implies exceptional coMPatibility between fiber and resin,as well as superior mechanical properties of the composite.KEYWORDS ㊀filament winding;bismaleimide resin;composite;mechanical property通讯作者:李金亮,男,高级工程师㊂研究方向为树脂基体复合材料㊂E -mail:lijinliang219917@1㊀引言双马来酰亚胺(BMI)树脂是以马来酰亚胺为活性端基的双官能团化合物,BMI 树脂是指用BMI 制备的树脂的总称,是聚酰亚胺树脂派生出来的一类热固性树脂[1-3]㊂随着高性能树脂基复合材料作为结构材料在航空航天领域中应用的不断扩大,人们对作为基体材料的树脂提出了越来越高的要求,不仅要求树脂基体具有良好的耐热性,还要求其兼具优良的韧性与㊀1期缠绕用改性双马来酰亚胺树脂体系性能的研究成型工艺性[2]㊂传统的环氧树脂尽管具有良好的工艺性,成型温度与压力也较易实现,但耐热性相对较差,难以满足航天结构材料对于耐热性日益提高的要求㊂聚酰亚胺树脂尽管耐热性较高,然而其成型工艺却具有相当大的难度,不仅成型温度高,反应时间长,而且成型压力较大,因而难于利用传统设备以及采用常规的辅助材料来制造结构零部件[4-7]㊂BMI可用与环氧树脂类同的一般方法进行加工成型,同时BMI具有优良的耐高温㊁耐辐射㊁耐湿热㊁吸湿率低和热膨胀系数小等一系列优良特性,克服了环氧树脂耐热性相对较差和聚酰亚胺树脂成型温度高㊁压力大的缺点,因此,近二十年来BMI得到了迅速的发展和广泛的应用[8-9]㊂尽管BMI具有良好的耐热性能和力学性能,但未经改性的BMI树脂存在着交联密度高㊁熔点高㊁溶解性差㊁成型温度高以及固化韧性差等缺点[10-14]㊂为了满足航空航天领域对双马来酰亚胺树脂体系的应用需求,对双马来酰亚胺树脂进行了改性,制备了一种适用于缠绕缠绕工艺的双马来酰亚胺树脂体系,并对树脂体系的耐热性能及复合材料力学性能进行研究㊂2㊀实验部分2.1㊀主要原材料双马来酰亚胺树脂(BMI),烯丙基双酚A树脂(O-DABPA),洪湖市双马新材料科技有限公司㊂脂肪族双马来酰亚胺树脂,二烯丙基双酚A 醚,陕西硕博电子材料有限公司㊂碳纤维HF40S,江苏恒神股份有限公司㊂2.2㊀主要实验仪器差示扫描量热仪(DSC),Pyris6型,美国Per-kin-Elmer公司;动态热机械仪,DMA8000型,美国Perkin-Elmer;万能材料试验机,Instron5500R,美国Instron 公司;数控缠绕机,4FW500ˑ1000+,哈尔滨复合材料设备开发有限公司;行星搅拌机,DMS-XJB-5L型,湖南麦克斯搅拌捏合设备有限公司;触摸屏数显粘度计:LC-NDJ-9T,力辰科技㊂2.3㊀缠绕用双马来酰亚胺树脂体系的制备将烯丙基双酚A树脂㊁T型双马来酰亚胺树脂和脂肪族双马来酰亚胺树脂按相应的比例进行称量,称量后的树脂加入反应釜内,通过控制反应釜的反应温度㊁搅拌速度及搅拌时间,使树脂在反应釜内进行预聚合,聚合结束后将反应釜内的树脂进行降温,加入稀释剂㊁增韧剂和促进剂,搅拌均匀,得到缠绕用双马来酰亚胺树脂体系㊂2.4㊀缠绕复合材料单向板的制作将配制好的双马来酰亚胺树脂倒入预热好的胶槽中,向缠绕机输入缠绕程序,进行环向层的缠绕,缠绕结束后断纱,合模,将芯模与分瓣模组装在一起,沿垂直纤维方向慢慢将纤维切断,进行单向板固化㊂固化结束后,将产品降温,当温度降至室温后,取出单向板,按照图纸对复合材料单向板进行加工㊂2.5㊀测试方法2.5.1㊀DSC固化曲线的测定将自制双马来酰亚胺树脂体系胶液在N2气氛下进行DSC测试,测试温度范围为30ħ~400ħ,升温速率分别为5ħ/min㊁10ħ/min㊁15ħ/min㊁20ħ/min㊂2.5.2㊀复合材料理化性能测试复合材料纤维体积含量测试参照GB/T3855-2005执行,固化度测试参照GB/T2576-2005执行㊁复合材料密度测试按GB/T1463-2005执行㊂2.5.3㊀复合材料力学性能测试复合材料拉伸强度㊁弹性模量测试参照GB/T 3354-2014执行,压缩强度㊁弹性模量测试参照GB/T5258-2008执行,弯曲强度㊁弹性模量测试参照GB/T3356-2014执行,层间剪切强度测试参照JC/T773-2010执行㊂3㊀结果与讨论3.1㊀自制双马来酰亚胺树脂体系粘度和适用期在制备纤维缠绕用树脂基体时,应使缠绕制品具有高的层间剪切强度和较高的与纤维相匹配的断裂延伸率,此外,还要考虑树脂体系的工艺性能,目前大多数缠绕制品是采用湿法缠绕工艺,这种工艺所采用的是低粘度的液体树脂体系㊂粘度和适用期是树脂胶液能否适用湿法缠绕工艺的一个基本因素,粘度过大,纤维无法完全浸润,容易夹带气511纤维复合材料2024年㊀泡,影响复合材料的致密性㊂粘度过小,纤维束不能有效粘附胶液,造成复合材料贫胶[1]㊂自制缠绕双马来酰亚胺树脂体系粘度-温度变化关系曲线如图1所示,自制缠绕双马来酰亚胺树脂体系粘度-时间变化关系曲线如图2所示㊂图1㊀自制缠绕双马来酰亚胺树脂体系粘度-温度曲线图图2㊀自制缠绕双马来酰亚胺树脂体系粘度-时间曲线图缠绕双马来酰亚胺树脂体系的粘度和适用期是树脂实际使用中的重要指标,不同温度下树脂体系的粘度不同,因此对树脂体系粘度的测定是十分必要的[1]㊂由图1可知,在35ħ温度下,缠绕双马来酰亚胺树脂体系的粘度为760MPa㊃s㊂随着温度的升高,树脂体系粘度不断降低,当树脂温度达到75ħ时,树脂体系粘度极低,达到了293MPa㊃s㊂在45ħ温度下,树脂体系的粘度为685MPa㊃s,放置8h 后,树脂体系的粘度仍低于800MPa㊃s,能够满足缠绕工艺对树脂体系粘度的要求㊂3.2㊀缠绕用双马来酰亚胺树脂体系固化制度的确定为了使固化物能充分反映出本身应有的性能,不但要有最佳的比例,还必须要有合理的固化制度㊂所谓固化制度就是确定温度和时间两个匹配条件,使树脂和固化剂充分交联反应,形成交联密度很高的体型结构聚合物,以保证宏观的力学性能[1]㊂自制缠绕双马来酰亚胺树脂体系在不同升温速率下测得的DSC 曲线如图3所示㊂图3㊀自制缠绕双马来酰亚胺树脂体系在不同升温速率下的DSC 曲线图温度强烈地影响着分子运动速度和振动幅度,是提供反应所需能量的必要条件,对反应速度乃至交联结构有决定性的影响[1]㊂由图3可知,自制缠绕双马来酰亚胺树脂体系在5ħ/min㊁10ħ/min㊁15ħ/min㊁20ħ/min 的升温速率下均可得到单一的放热峰㊂自制缠绕双马来酰亚胺树脂体系在不同升温速率下的DSC 反应参数如表1所示㊂表1㊀自制缠绕双马来酰亚胺树脂体系在不同升温速率下的DSC 反应参数System β/(K /min)T i /KT p /KT f /K әΗ/(J /g)BMI 树脂体系5479.227514.41541.63-179.67910488.8526.44562.35-218.74815495.2533.539569.496-190.50420508.408541.35581.75-195.451由表1可知,随着升温速率的提高,树脂的起始反应温度(T i)㊁峰值温度(T p)㊁反应结束温度(T f )均不断提高,利用β外推法及结合树脂实际固化工艺试验,确定了树脂体系的固化制度为100ħ/2h +125ħ/2h +185ħ/1h +235ħ/3h +270ħ/2h,升温速率为1ħ/min ~3ħ/min㊂3.3㊀缠绕用双马来酰亚胺树脂体系耐热性的研究按上述确定的固化制度制备了树脂浇铸体及复合材料,固化度达到了93%以上,能够满足使用要求,自制缠绕双马来酰亚胺树脂固化物的DMA 测试曲线如图4所示㊂DMA 法可以反映在强迫振动下材料的储能模量(Eᶄ)及损耗因子(tanδ)随温度的变化情况,611㊀1期缠绕用改性双马来酰亚胺树脂体系性能的研究图4㊀自制缠绕双马来酰亚胺树脂固化物的DMA 曲线用于测试材料的玻璃化转变温度,由图4可以看出,tanδ曲线的峰值温度为287.7ħ,即树脂的玻璃化转变温度为287.7ħ㊂在温度低于200ħ时,树脂的储能模量变化不大,说明在200ħ下,树脂耐热性能优异㊂为了进一步研究树脂的耐热性能,对树脂固化物的热分解温度(TGA)进行了研究,如图5所示㊂图5㊀缠绕双马树脂浇铸体热分解温度曲线图由图5可知,缠绕BMI 树脂浇铸体失重5%时的热分解温度为379.59ħ,失重50%时的热分解温度为455.24ħ,可以看出缠绕BMI 树脂浇铸体具有很好的耐温性,这种耐温性与其分子结构有关,BMI 分子中都含有酰亚胺环,除脂肪族外,都含有芳环结构,有的还含有稠环结构,这些刚性结构存在于BMI 分子主链中是其耐温的根本原因㊂3.4㊀复合材料力学性能及理化性能目前在国内航空领域,用作先进树脂基复合材料的碳纤维增强体主要是T700和T800,试验采用了自制缠绕BMI 树脂体系与国产T800碳纤维通过缠绕工艺制备了复合材料单向板,并对单向板的力学性能进行了研究,0ʎ和90ʎ单向板拉伸强度㊁弹性模量的测试值分别如表2和表3所示㊂表2㊀0ʎ单向板拉伸强度㊁弹性模量编号宽度/mm厚度/mm破坏载荷/N强度/MPa弹性模量/GPa112.60 2.0765*******.43163.00212.61 2.03656162563.30164.70312.54 2.00617682462.84156.00412.61 2.10634372395.57166.60512.60 2.00590712344.09162.43X 2457.44162.55S 89.45 4.00CV0.0360.025表3㊀90ʎ单向板拉伸强度㊁弹性模量编号宽度/mm厚度/mm破坏载荷/N强度/MPa弹性模量/GPa124.85 2.0991917.698.21224.92 2.0890917.548.63324.85 2.0889117.248.51424.82 2.0785316.608.84524.70 2.0877615.108.70X 16.848.58S 1.050.24CV 0.0630.028由表2㊁表3可以看出,复合材料单向板0ʎ拉伸强度平均值为2457.44MPa,最大值为2563.30MPa,90ʎ单向板拉伸强度平均值16.84MPa,最大值为17.69MPa,呈现出了较高的常温力学性能㊂0ʎ单向板压缩强度㊁弹性模量和90ʎ单向板压缩强度㊁弹性模量测试值分别如表4和表5所示㊂表4㊀0ʎ单向板压缩强度㊁弹性模量编号宽度/mm厚度/mm破坏载荷/N强度/MPa弹性模量/GPa110.08 2.021*******.85148.28210.07 2.021*******.17154.77310.13 1.99203691010.43155.85410.07 2.021*******.15158.28510.06 1.9719080962.75148.48X 913.27153.13S 71.10 4.52CV 0.0780.030表5㊀90ʎ单向板压缩强度㊁弹性模量编号宽度/mm厚度/mm破坏载荷/N强度/MPa弹性模量/GPa19.95 2.042030100.018.3829.97 2.01197598.558.3539.96 2.05187091.598.3949.86 2.01192497.088.5759.87 2.03157378.518.51711纤维复合材料2024年㊀编号宽度/mm厚度/mm破坏载荷/N强度/MPa弹性模量/GPaX93.158.44S8.780.09 CV0.0940.011由表4和表5可以看出,0ʎ单向板压缩强度平均值为913.27MPa,最大值为1010.43MPa,90ʎ单向板压缩强度平均值为93.15MPa,最大值为100.01MPa,呈现出典型的复合材料力学性能㊂单向板弯曲强度㊁弹性模量和层间剪切强度测试值分别如表6和表7所示㊂表6㊀弯曲强度、弹性模量编号宽度/mm厚度/mm破坏载荷/N强度/MPa弹性模量/GPa112.68 2.0810281855.16162.56 212.72 2.057541396.41154.00 312.65 2.108541515.53158.44 412.64 2.088261495.35163.01 512.63 2.058091508.94166.60 X1554.28160.92 S174.99 4.83 CV0.1130.030表7㊀层间剪切强度编号宽度/mm厚度/mm破坏载荷/N强度/MPa弹性模量/GPa110.18 2.07177163.03210.17 2.06171561.40310.15 2.07180564.43410.13 2.07169460.59510.18 2.06175662.80X62.45S 1.50CV0.024由表6可以看出,复合材料单向板弯曲强度平均值为1554.28MPa,最大值达到了1855.16MPa㊂复合材料层间剪切强度为62.45MPa,说明树脂体系与国产T800碳纤维浸润性良好,界面性能优异,纤维能够很好的发挥强度㊂4㊀结语(1)采用两种双马来酰亚胺树脂单体作为基体树脂,通过添加稀释剂㊁增韧剂及促进剂,制备了一种适用于缠绕工艺的低粘度改性双马来酰亚胺树脂体系㊂(2)通过DSC法测试了改性双马来酰亚胺树脂体系在不同升温速率下的放热反应,确定了树脂体系的固化制度㊂(3)采用DMA法及TGA法分别测试了改性双马来酰亚胺树脂浇铸体的玻璃化转变温度及热分解温度,浇铸体耐热性能优异㊂(4)采用缠绕工艺制备了复合材料单向板,纤维与树脂的界面性能良好,复合材料力学性能优异㊂参考文献[1]哈玻编著,纤维缠绕技术[M].北京:科学出版社,2022.[2]黄志雄,彭永利等编著.热固性树脂复合材料及其应用[M].北京:化学工业出版社,2006.[3]李金亮,高小茹.改性双马来酰亚胺树脂预浸料性能研究[J].民用飞机设计与研究,2020(01):121-124. [4]徐淑权,蔡建,胡秉飞.湿法缠绕用树脂体系粘度及固化动力学研究[J].化工新型材料,2016,44(3):199-201. [5]Wang Haimei,Zhang Yuechao,Zhu Lirong,et al.Curing behavi-on and kinetics of epoxy resins cured with liquid crystalline curing a-gent[J].J Therm Anal Calorim,2012,107(3):1205-1211.[6]刘宁,张光喜,等.碳纤维复合材料壳体湿法缠绕用高性能树脂基体的研究[J].合成材料老化与应用,2023,52(3):1 -4.[7]Liu Yinling,Cai Zhiqi,Wang Weicheng,et al.Mechanical prop-erties and morphology studies of thermosets from a liquid-crystalline epoxy resin with biphenol and aromatic ester groups[J].Macro-mod Mater Eng,2011,296(1):83-91.[8]张敏,杨洋,雷毅.缠绕用无溶剂低温固化双马来酰亚胺树脂体系[J].热固性树脂,2007,22(1):1-4.[9]Xu Yilei,Dayo A Q,Wang Jun,et al.Mechanical and thermal properties of a room temperature curing epoxy resin and related hemp fibers reinforced composites using a novel in-situ genetated curing agent[J].Materials Chemistry and Physics,2018,203:293-301.[10]刘丽,李勇,等.高效湿法缠绕用环氧树脂配方及其复合材料性能[J].航空动力学报,2020,35(2):378-387. [11]王明,郑志才,等.湿法缠绕用耐温环氧树脂体系研制与性能[J].工程塑料应用,2022,11,50(11).[12]肖亚超,郑志才,等.湿法缠绕成型工艺研究进展[J].化工新型材料,2019,47(增刊).[13]廖国峰,沈伟,等.碳纤维用湿法缠绕成型工艺环氧树脂研究[J].化工新型材料,2021,49(8):101-105. [14]魏程,李刚,等.低成本中温固化湿法缠绕用树脂基体及其国产碳纤维复合材料[J].纤维复合材料,2017,34(04):3-8.811。
65上海理鸿化工科技有限公司,上海 201108…………………………………………………………崔 彬丙烯酸(酯)类聚合物在化妆品中的流变性能研究流变学是研究物质流动与形变的科学,是产品加工制备的基础科学,也是认识产品结构与性能的基础研究方法之一。
主要对一种化妆品中使用的丙烯酸 (酯)类 (烷基疏水改性)聚合物作基础性的流变学应用研究,从而明确原料在化妆品中使用时的流变性能;并通过聚合物在化妆品中的流变性能研究,发现一种有效表征化妆品体系屈服值的方法。
化妆品 丙烯酸 (酯)类聚合物 流变 屈服值Study on Rheological Properties of Acrylic Copolymer in Cosmetics CUI Bin(Shanghai Lihong Chemical Technology Co., Ltd., Shanghai 201108, China)Abstract :Rheology is the science of material flow and deformation studying, the basic science of product producing and preparation, and one of the basic research methods to understand product structure and performance. The basic rheological application of acrylic polymers used in cosmetics was mainly studied in this paper to clarify the rheological properties of raw materials used in cosmetics. Also, a method to effectively characterize the yield value of cosmetic systems was found.Keywords :cosmetic acrylic copolymer rheology yield value作者简介崔彬 (1984— ),男,硕士,工程师,研发总监,主要研究方向:化妆品配方技术研发及生产。