碳纤维增强环氧树脂预浸料及其复合材料的制备与性能研究

碳纤维增强环氧树脂预浸料及其复合材料的制备与性能研究碳纤维增强环氧树脂预浸料是碳纤维增强环氧树脂复合材料的中间产物,其性能的好坏直接影响复合材料的性能好坏,因此,在预浸料生产过程中,对树脂基体配方、预浸料的加工工艺的研究至关重要。本文以固、液环氧树脂的复配体系为树脂基体,选择了液体环氧树脂E-51、固体环氧树脂CYD-011和固化剂4,4’-二氨基二苯基砜(DDS,[(NH2)]C6H4]2SO2)作为树脂基体组分,研究了碳纤维增强环氧树脂预浸料的制备及其复合材料的性能。

根据热熔膜法制备预浸料的要求,通过对树脂基体配方研究得知,当E-51环氧树脂：CYD-011环氧树脂：DDS=50：50：22.58时能得到具有一定强度和韧性,可弯曲而不断裂的树脂胶膜。并经过对碳纤维增强环氧树脂复合材料的制备工艺研究,含胶量为40%较为合适,固化制度为140℃/2h+160℃/2h+180℃/2h、压力为0.4～0.6MPa、加压点为140℃/1h时复合材料力学性能为最优,复合材料的0°弯曲强度为1478MPa,层间剪切强度为82MPa。

在文中,还采用等温DSC法研究了环氧树脂与4,4’-二氨基二苯基砜体系的固化反应过程,研究发现固化反应中出现“转折点”,当固化度小于50%时属于Kamal自催化模型；当固化度大于50%时属于n级固化模型,即固化反应由Kamal 自催化反应向n级反应转变。转变后,反应活化能有所下降。