CF/有机硅树脂中温固化复合材料制备及性能研究

摘要

有机硅树脂同时具有有机无机材料的诸多优良性能，尤其是其优异的耐热性、介电性和耐候性，使得有机硅树脂在各个领域拥有广泛的应用。在热防护领域，硅树脂是非常优秀的复合材料树脂基体，在高温条件下能够保持一定程度的力学强度，且能够适应苛刻的工作环境。
　　本文采用KH550和KH560两种硅烷偶联剂对碳纤维进行改性，通过XPS测试、动态接触角测试、动态浸润曲线测试以及 DSC测试，研究了硅烷偶联剂改性碳纤维性能的影响，包括硅树脂对碳纤维的浸润性以及二者的反应性，结果证明接枝过偶联剂的碳纤维的浸润性和反应性均增强，且使用 KH550改性效果更佳。
　　本文选用了四乙烯五胺、H256、二丁基二月桂酸锡、道康宁15号催化剂以及低聚硅氮烷五种树脂固化剂，研究了单一固化剂和复配固化剂对树脂固化度的影响，结果表明，单独使用一种固化剂或者两种催化型固化剂配合使用时不能满足实验要求，当四乙烯五胺和低聚硅氮烷用量分别为纯树脂质量0.4％和5%时，硅树脂固化度达到了97%，与高温固化树脂的固化度仅差1%。通过TG分析树脂的耐热性，中温固化与高温固化树脂耐热性相差不大。
　　使用改性后的碳纤维制备CF/有机硅树脂中温固化复合材料，研究碳纤维改性对复合材料的力学性能影响，使用扫描电镜观察复合材料的脆断断面形貌，结果证明偶联剂改性后，复合材料在常温下的力学性能提高，但是与高温固化复合材料力学性能仍有一定差距，复合材料经过300℃处理，力学性能变化不大，经过500℃处理，硅树脂体积收缩，破坏了复合材料的界面，复合材料的力学性能保留率为50%左右。

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第1章 绪 论

1.1课题背景及目的意义

1.2硅树脂研究现状

1.3碳纤维表面处理研究进展

1.4本文的主要研究内容

第2章 实验部分

2.1实验试剂

2.2实验仪器

2.3部分原料分子结构

2.4实验部分

2.5表征方法

第3章 碳纤维表面改性研究

3.1氧化处理对碳纤维性能的影响

3.2接枝硅烷偶联剂对碳纤维性能的影响

3.3本章小结

第4章 有机硅树脂固化行为研究

4.1硅树脂固化工艺研究

4.2固化剂配方选择

4.3复合材料性能研究

4.4本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

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