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采用阻燃改性环氧树脂为基体、玻璃纤维布为增强体的预浸料,制备层压板复合材料,研究环氧复合材料烟密度的影响因素.结果表明,复合材料烟密度与树脂含量、溴锑协效阻燃体系以及基体环氧树脂的固化剂和环氧值相关.

一种玻纤/环氧-Nomex蜂窝夹层复合材料制备工艺与性能研究

以玻纤增强环氧预浸料、阻燃环氧结构胶膜和高密度Nomex蜂窝芯通过共固化工艺制备了夹层结构复合材料板,并对其进行了相关性能研究.通过分析预浸料蒙皮和胶膜中环氧树脂基体流变特性,以及研究共固化过程中的固化压力和升温制度对所制备夹层板力学性能的影响关系,制定出了适宜的复合材料成型工艺制度.结合上述研究成果,进一步对采用不同面重胶膜和铺层结构制备出的夹层板进行了性能测试,考核结果表明:胶膜用量的增加可以明显提高Nomex蜂窝夹层板的滚筒剥离强度和长梁弯曲性能,而对平面压缩性能影响较小,但会明显降低复合材料的整体阻燃和烟毒性能;此外,对称铺层结构的材料整体结构稳定性明显优于非对称铺层结构.

关键词: Nomex蜂窝夹层 , 流变 , 共固化 , 预浸料 , 胶膜 , 铺层结构

含醚结构双苯并环丁烯树脂的合成与性能

王在铎 , 左小彪 , 余瑞莲 , 李杰 , 冯志海

宇航材料工艺 doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2010.04.009

以4-溴苯并环丁烯为封端剂,在氯化亚铜催化下,与双酚A和双酚N发生亲核取代反应,合成了两种双苯并环丁烯封端的含醚单体BCB-1和BCB-2.两种单体的熔融温度低于100℃,在100-200℃熔体黏度低于1 Pa·s,表现出宽的加工窗口和良好的成型工艺性能.BCB-1和BCB-2两种树脂固化物的Tg分别为269和232℃,T5d5%分别为450和433℃,介电常数分别为2.88和2.58,损耗因子分别为8.4×10-3和2.7×10-3,表现出良好的耐热稳定性和优异的介电性能.其中BCB-2树脂由于在分子结构中引入了具有低摩尔极化度的大体积侧基-CF3,因此表现出更低的介电常数和损耗因子.

关键词: 苯并环丁烯 , 树脂 , 合成

阻燃增韧环氧树脂及其复合材料性能研究

王伟 , 左小彪 , 李杰 , 冯志海 , 赵晓娟

宇航材料工艺 doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2011.01.010

采用溶液预浸渍技术制备了一种玻璃纤维布增强改性环氧树脂预浸料.通过对预浸料经热压罐成型制备的复合材料层压板进行相关性能测试.结果表明,复合材料具有良好的力学性能以及阻燃性能.证明了增韧和阻燃剂的引入大大地提高了该树脂基体以及复合材料的力学、耐热性和阻燃性能,并且表明了改性环氧/玻璃纤维预浸料具有良好的物理和工艺性能,促进了树脂基体与纤维间的界面结合,从而进一步提高了复合材料的力学和阻燃性能.此外,该复合材料还表现出良好的介电性能.

关键词: 环氧树脂 , 玻璃纤维 , 增韧 , 阻燃 , 预浸料 , 介电性能

自黏附型酚醛树脂流变特性及其预浸料与Nomex蜂窝芯共固化黏接性能

王伟 , 左小彪 , 冯志海 , 颜雪 , 胡宏林 , 李昊

复合材料学报 doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20150616.001

采用流变仪研究了固化反应温度、时间以及增韧剂和增稠剂加入量对酚醛树脂流变特性的影响,并测试了玻璃纤维增强酚醛预浸料与Nomex蜂窝芯共固化成型后玻璃纤维/酚醛-Nomex蜂窝夹层结构复合材料的板-芯黏接性能.结果表明:改性后酚醛树脂在高温时的黏度提高较多,流动性得到了有效改善,所得预浸料与Nomex蜂窝芯的界面黏接明显增强,并且当增韧剂和增稠剂的加入量与纯酚醛树脂的质量比分别为5％和3％时,所制备出的夹层板的滚筒剥离强度达到15 N·mm/mm以上,改性后酚醛树脂及其预浸料具有了一定程度的自黏附特性.此外,在共固化工艺中采用合适的升温制度,可以进一步提高玻璃纤维/酚醛-Nomex蜂窝夹层结构复合材料的板-芯黏接强度.

关键词: 自黏附 , 流变 , 酚醛树脂 , 预浸料 , 黏接 , Nomex蜂窝夹层结构 , 复合材料

Nomex蜂窝夹层结构面内剪切性能试验研究

王伟 , 纪高宁 , 朱晓光 , 左小彪 , 孙福瑞

宇航材料工艺 doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2016.05.015

采用改进设计的像框试验对Nomex蜂窝夹层结构的面内剪切性能进行了表征测试与研究.试验结果表明,在像框的持续性剪切载荷作用下,夹层结构首先发生了板-芯界面脱粘,继而蒙皮在竖直方向上形成了巨大的鼓包和皱褶.随着剪切载荷的增加,夹层结构最终发生了横向的断裂.多次试验结果所得的低于3％的离散率也预示出面内剪切像框试验的有效性和准确性.此外,试样和夹具之间的固定程度是影响面内剪切像框试验的关键因素.仅采用螺钉进行固定的试样测试时,螺钉受拉力的移动直接导致了夹层结构边缘破坏,然而样件本身所受像框的面内剪切载荷有限,试验无效.

关键词: 面内剪切 , 像框试验 , Nomex蜂窝夹层结构 , 复合材料 , 脱粘

新型SiBCN杂化树脂的固化及裂解机理

姚祺 , 肖鲁 , 韩大为 , 左小彪 , 冯志海

宇航材料工艺 doi:10.12044/j.issn.1007-2330.2017.03.010

以硅乙烯基1,7-碳硼烷为B源与含乙烯基硅氮烷反应生成了一种新型的SiBCN杂化树脂.采用FT-IR、DSC、TGA和PyGC-MS对树脂的结构、固化行为、热稳定性、热裂解反应和过程进行了研究,并用Kissinger方程和FWO法计算出了固化反应和热裂解的表观活化能,分析了树脂的裂解过程及机理.结果表明:这种杂化树脂在固化过程中存在一个放热峰,固化表观活化能为113.55 kJ/mol,具有较好的热稳定性,N2气氛下,T5d为459℃,900℃下的残碳率为73.1％.随着裂解反应程度的增加,树脂裂解的表观活化能增加,动力学热稳定性增强.当裂解温度为300℃时,树脂主要发生转氨基反应,裂解产生NH3;500℃时,有机基团脱除,树脂裂解产生NH3 、CH4和CH2=CH2等烯烃;650℃时,裂解气体种类进一步增加,生成一系列烷烃和烯烃.

关键词: SiBCN杂化树脂 , 固化特性 , 热稳定性 , PyGC-MS , 裂解动力学