碳纤维预浸料用中温固化环氧树脂体系_尚武林

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1、2013,42(10)尚武林，熊浩，张斯纬，等.碳纤维预浸料用中温固化环氧树脂体系1碳纤维预浸料用中温固化环氧树脂体系尚武林，熊浩，张斯纬，郑庆磊，王三波，顾良娥（连云港神鹰碳纤维自行车有限责任公司，江苏连云港222000）摘要：针对碳纤维预浸料常用环氧树脂体系的一些基本特点，以常温下为固体状态的环氧树脂混合物为基体，采用双氰胺为中温固化剂的固化体系，研究了双氰胺固化剂用量对环氧树脂体系黏度、力学性能、热学性能、溶胀性能的影响，对碳纤维预浸料用环氧树脂体系的研发及应用具有一定参考意义。关键词：环氧树脂；双氰胺；碳纤维预浸料中图分类号：TQ342.742文献标志码：A文章编

2、号：1001-7054（2013）10-0001-05[5-7]常见的热固性碳纤维预浸料是用环氧树脂基脂体系的理论研究较多，但是针对双氰胺用量体在严格控制的条件下浸渍连续碳纤维或织物，制改变对环氧树脂体系在碳纤维预浸料领域的相关应成树脂基体与增强体的组合物，是制造高性能纤维用性影响的研究较少。本试验采用E51与E20的[1]复合材料的中间材料。预浸料的质量直接影响到混合物为树脂基体，应用N-（3,4-二氯苯基）-N',N'-复合材料构件的质量，除自身具有优良的黏结性能二甲基脲（DCMU）为促进剂的双氰胺固化体系，外还应具有良好的韧性和模量，并且在非纤维方向通过设计不同配比

3、的双氰胺用量，分别研究了体系[2]特性优良。表征预浸料操作性的黏接性及铺覆性的黏度、力学性能、热学性能及溶胀性能的变化规等重要特性主要是由树脂基体决定的，即要求环氧律，以及与后续在制备碳纤维预浸料时的关联，对树脂基体在20~30℃范围具有良好的成膜性及一定双氰胺固化热熔融环氧树脂在碳纤维预浸料上的研的黏手性。一般来讲，通过单一的环氧树脂很难满发及应用具有参考意义。足以上要求，通常是采用几种不同环氧树脂的组合1试验部分来实现，例如碳纤维预浸料用EN型树脂体系即是[3]由E51和E20混合而成。为了满足预浸料在室1.1试验原料及主要仪器温下具有较长的适用期，常采用潜伏性固化剂

4、。双环氧树脂E51及E20，南亚电子材料（昆山）[4]氰胺是最早取得工业化应用的潜伏性固化剂，配有限公司，环氧当量分别为185.3g/eq、474.0g/eq，合有机咪唑类、有机脲类或它们的衍生物作为促进E51在25℃时的黏度为13.599Pa·s，E20的软化剂还可实现120~130℃的中温固化目的，再考虑到点为70.3℃。双氰胺（DICY），国药试剂有限公司成本等因素，因此迄今为止商品化的碳纤维预浸料（上海），白色结晶粉末，化学纯，纯度≥98%。用环氧树脂体系大多为双氰胺固化的多组分环氧树DCMU，江苏快达农化股份有限公司（南通），纯脂混合物。度≥97%。调查国内文献

5、发现，虽然双氰胺固化环氧树真空行星搅拌机，江门坚美实业有限公司，2L。EGM65型三辊研磨机，上海易勒机电设备有收稿日期：2013-06-24修回日期：2013-09-27限公司。TY8000型全电脑伺服控制万能试验机，作者简介：尚武林（1987—），男，汉族，河南驻马店人，武汉理江苏天源试验机械有限公司。CRY-1P型差热分析工大学硕士研究生，从事功能高分子及其复合材料的研究，已发表论文3篇，申请国家发明专利3项。仪，上海精密科学仪器有限公司。NDJ-8S型数字2合成纤维SyntheticFiberinChina2013年第42卷第10期式黏度计、CH1006型超级恒温

6、槽，上海平轩科学寸为23mm×10mm×5mm的树脂块，并将断面打仪器有限公司。SMO-18型高温烘箱，台湾志圣科磨光滑，然后再分别称量溶胀前后树脂块的质量；技昆山分公司。FA2104J型电子密度分析天平，上溶胀后称量时要首先用无纺布擦去表面的水滴，在海维菱科学仪器有限公司，精度0.0001g。空气中干燥2min后再称量，整个操作过程不超过1.2碳纤维预浸料用中温固化热熔融环氧树脂体5min。溶胀用溶剂为去离子水，溶胀温度为恒温系的制备（70±1）℃，溶胀时间为6h，并根据文献[8]介绍按配比称取一定量的E51、DICY及DCMU并的公式计算不同DICY含量时树脂体系的溶

7、胀度。粗略混合，然后用三辊研磨机粗磨一遍，再细磨数S=mt-m0×100%（1）m0遍直至用刮板细度计检测其细度在20μm以下，最后将研磨后的浆料与其余的E51及E20一起在式中：mt为溶胀树脂块在t时刻的质量；m0为树脂控制温度的情况下在真空行星搅拌机中搅拌2h，块在溶胀前的质量。搅拌后将白色乳状浆料趁热倒出，迅速冷却后即为2结果与讨论碳纤维预浸料用中温固化热熔融环氧树脂体系。环氧树脂体系的树脂基体及促进剂的组成和配比都是2.1DICY含量对树脂体系黏度的影响固定不变的，E20、E51、DCMU的质量比为600∶干法制备碳纤