连续纤维增强热塑性树脂基加固片材的研制

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1、东南大学硕士学位论文摘要摘要针对传统的混凝土结构加固用炭纤维增强热固性树脂基复合材料存在的断裂延性差、脆性大、成型周期长、不可回收、毒性大等缺点，本课题提出选用热塑性树脂x和断裂延伸率较高的芳纶纤滩制备新一代的加固材料。该热塑性树脂机械性能好，抗冲击性能好，坚硬而有韧性，耐磨耗，吸襞和消音性好，耐候性好，化学稳定性好，无毒。由它作为基体隹4备复合材料成型速度快、生产效率高。为了解决热塑性树脂x熔融黏度过高、不易浸润纤维的缺点，本课题采用降黏剂和A12树脂来降低热塑性树脂x的黏度。研究结果表明，降黏剂效果显

2、著，当温度达到260～280。C时，添加3％的降粘剂就可大幅度降低热塑性树脂X的熔融黏度；掺加5％和10％的A12树脂也可显著降低树脂x的熔融黏度；DSC分析结果表明，在本研究掺量范围内，改性树脂在流动性得到改善的同时仍然具有热塑性树脂x原来的结构特征，树脂x本身优异的力学性能和热性能损失不大。在以上研究的基础上，采用模压成型制番连续芳纶纤维增强热望性树脂基片材。确定了模压成型主要工艺参数，如成型温度、成型压力、成型时间。确定纤维最佳体积率范围，此时片材抗拉强度、弹性模量可达到国外同类产品的指标，满足加固

3、要求，为进一步中试提供了依据。采用扫插电镜考察了树脂对纤维的渗透情况。发现树脂确实能渗透到纤维丝与丝之间，且包裹较好。从纯纤维的断裂面来看，芳纶纤维的断裂不是脆性断裂，而具有一定的韧性，整个片材的破坏也是韧性断裂。纤维体积率为80％左右时，树脂能较均匀的包裹和粘结在纤维表面，且片材整体性和力学性能最佳，其抗拉强度达到1570肝a，弹性模量可达到92G-Pa。具体应用时纤维体积率可以在60％80％范围内适当调整。最后采用液态橡胶A、复合弹性体微粒A乳液、有机硅树脂对环氧树脂胶粘剂进行增韧改性，三种方法都能取

4、得较好的改性效果。提供了～种适合于在混凝土表面粘贴加固材料的结构胶。该胶断裂生长率高于日本进口胶，拉伸剪切强度接近日本胶，与混凝土的粘结强度达3．68肝a，高于技术规范中规定的2，5IIff'a。关键词：妞固热塑性树艏芳纶纤维降黏粼黏度环氧树脂复合材料东南大学硕士学位论文摘要AbstractThetradifionalmatedalsusedtoreinforceconcretes咖cturesatecarbonfiberreinforcedthermosetcingresins．Thesecomposi

5、teshavesomefataldisadvantagessuchaslowruprureelongation,longproductivecycle，brittleness，um'ecycledandtoxicity．SotheideaofselectingthermoplasticXandaramidfibertopreparecompositesusedforreinforcingconcretewasbroughtforwardhere．ThisthermoplasticXhasgoodmecha

6、nicalproperty,anti—impactproperty，toughness，abrasiveresistance，withouttoxiciryandshortpmductivecycle．ButthisthermoplasticXcouldn’tsoakagefiberswellbecauseofhi【曲viscosity．SoacompoundandresinA12wereselectedtoreducetheviscosityofthermoplasticX．Theresultsshow

7、edthattheeffectofthiscompoundWasevidentwhentheadditiveamountWaShigherthan3％缸260～280。C，TheviscosityalsocouldbereducedbyresinA12dramaticallywhentheadditiveamountWaShigherthan5％．TheresultsofDSCshowedthatthemodifiedthermoplaSticresinstillhadthestructIlreclose

8、tOprimarystructure．Aftermodification,thethermoplaSticXWaSusedtopreparethecontinuousfiberreinforcedthermoplasticcompositebymouldingtechnique．Themoldingtemperature，moldingpressureandmoldingtimewereresearched．Theoptima