改性双马来酰亚胺树脂磨具结合剂制备及性能研究.docx

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1、改性双马来酰亚胺树脂磨具结合剂制备及性能研究本文用酚醛环氧树脂(F-51)作为双马来酰亚胺树脂(BMI)改性剂,制备树脂磨具结合剂,并对改性树脂体系进行性能研究。具体的实验过程是：首先用DDM对双马酰亚胺单体(BDM)进行扩链反应,扩链反应结束后加入一定量的F-51树脂混合均匀制备改性BMI树脂体系。对不同含量F-51的改性BMI树脂体系制备浇铸体测试力学性能,研究F-51对改性树脂体系的力学性能的影响。再用短切碳纤维增强以SiC为磨料改性BMI树脂为结合剂的复合材料,研究纤维含量对复合材料的弯曲强度和冲击韧性影响。通过红外光谱(FT-IR)分析固化前后树脂体系的分子结构的变化,用综合热分析

2、(TG-DSC)对树脂体系的热稳定和固化过程进行研究,再用扫描电镜观察(SEM)碳纤维在复合材料中的分布情况。研究结果表明：当短切碳纤维含量在一定范围内,以SiC为磨料的复合材料弯曲强度和冲击韧性呈增大趋势,表明短切碳纤维能增加复合材料的力学性能。在所测试的复合材料中碳纤维含量为1.5%时的力学性能最好,且对应的弯曲强度和冲击韧性分别为123MPa和7.67KJ/m2；对不同碳纤维含量的复合材料断截面进行SEM分析,结果表明当纤维含量低于1.5%时,碳纤维能均匀分布在复合材料中；纤维含量为2%的复合材料有部分纤维出现团聚的现象。通过对比固化反应前后树脂体系的FT-IR分析表明,固化后改性树脂

3、体系中的环氧基与伯胺之间发生了反应,BMI树脂中的部分碳碳双键发生了加成反应。对改性BMI树脂体系的DSC曲线分析,发现在固化反应过程中存在两个放热峰,结合改性BMI树脂固化反应过程中的固化机理分析,得到第一个放热峰为环氧基与仲胺之间的反应,第二个放热峰为BMI树脂中的碳碳双键的Michael加成反应。由TG曲线可知,改性后的BMI树脂具有很好的耐热性,初始分解温度为372.6℃,最大分解温度为407.6℃,在800℃的残留量为43.36%,表明改性BMI树脂具有优良的耐热性。通过对改性BMI树脂体系进行动力学研究得到两个动力学方程,分别为dα/dt=2.83×107exp(-64100/R

4、T)α0.23(1-α)0.78和dα/dt=4.32×1010exp(-101885/RT)α0.21(1-α)1.1。据实际考虑,本实验采取的固化工艺过程为95℃/1h为预热温度,其余各阶段的固化温度分别为135℃/2h+170℃/3h+195℃/3h+235℃/2h。