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单纤维和混杂纤维增强的马来酰亚胺基复合材料的制备与表征

单纤维和混杂纤维增强的马来酰亚胺基复合材料的制备与表征

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作者： chaib mohammed 哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

目前,许多合成纤维已经用作增强相,添加到基体树脂中。纤维增强复合材料的基体主要使用各种各样类型的树脂。但是,这些树脂具有许多缺点,例如固化过程中的体积收缩,对水、温度、高能射线的敏感性以及需要添加固化剂进行固化处理等。这... 详细信息

目前,许多合成纤维已经用作增强相,添加到基体树脂中。纤维增强复合材料的基体主要使用各种各样类型的树脂。但是,这些树脂具有许多缺点,例如固化过程中的体积收缩,对水、温度、高能射线的敏感性以及需要添加固化剂进行固化处理等。这限制了树脂基复合材料在各种领域中的使用。面对这些挑战,双马来酰亚胺树脂因其独特的性质,用作热固性树脂。首先,短碳纤维(SCFs)和短凯夫拉尔纤维(SKFs)分别用于增强双马来酰亚胺树脂。在固化之前,通过使用硅烷偶联剂对碳纤维进行化学处理,以增强纤维与树脂基体之间的相互作用,并改善其界面粘合性。通过傅立叶变换红外光谱(FT-IR)研究了该复合材料,研究结果表明在SCF和SKF的外表面均已观察到硅烷处理。我们注意到,SCF含量为30%的复合材料表现出最佳的机械性能,其弯曲强度和弯曲模量分别为174.8MPa和4.9GPa,拉伸强度和拉伸模量分别为105MPa,2.41 GPa,冲击强度为24.7 KJ/m。SKFs含量为30%的复合材料的弯曲强度、弯曲模量分别为155MPa,3.7GPa,拉伸强度和拉伸模量分别为96MPa,2.1GPa,冲击强度为18.7 KJ/m。其次,研究了混合短碳纤维和凯夫拉纤维短纤维增强双马来酰亚胺树脂的形态、结构、热学和机械性能。杂化纤维(SCFs)和(SKFs)用硅烷偶联剂进行表面处理,然后将各种杂化纤维含量合并到树脂基质中,然后使用压缩成型技术进行等温固化。该杂化材料具有出色的弯曲、拉伸和冲击性能。研究结果表明,杂化材料含量为15%的SCF和SKF含量为15%的杂化复合材料机械性能增强效果最好,弯曲强度、弯曲模量分别为192MPa和5.8GPa。抗拉强度和拉伸模量分别为145 MPa和2.60GPa,冲击强度为33.6 KJ/m。SEM和FTIR研究表明,增强混合纤维在双马来酰亚胺树脂基体内具有良好的分散性和粘合性。

关键词：双马来酰亚胺树脂短纤维短杂化纤维复合材料机械性能纤维增强复合材料

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