玻璃纤维布及碳纤维布增强酚醛环氧树脂复合材料性能研究

摘要

酚醛树脂具有优良的力学性能、化学性能以及热性能，位列各类热固性树脂、塑料品种前列。但是纯酚醛树脂性脆，常用其他高分子化合物对其进行改性。酚醛树脂中的酚羟基可以与环氧树脂中的环氧基发生开环反应，同时酚醛树脂中未反应的羟甲基可以与环氧树脂中的羟基形成氢键或脱水，从而提高酚醛的机械性能。玻璃纤维经过接近半个世纪的研究开发，已经成为目前应用最为广泛的纤维材料。碳纤维具有极高的强度，极高的模量，较轻的质量和较好的耐腐蚀性等优良性能，从性能上全面超越了玻璃纤维，但是与玻璃纤维相比，碳纤维价格昂贵，本文以降低成本为出发点，同时最大程度上保留材料的各项性能，研究了玻璃纤维布/碳纤维布混杂增强酚醛环氧复合材料体系，制备了玻璃纤维布增强酚醛环氧树脂复合材料，碳纤维布增强酚醛环氧树脂复合材料，玻璃纤维布/碳纤维布混杂增强酚醛环氧树脂复合材料,并测试其性能。
　　本研究主要内容包括：⑴在玻璃纤维布增强酚醛环氧树脂复合材料体系中，通过制备不同质量分数的环氧树脂的玻璃纤维布增强酚醛环氧树脂复合材料，并对六组复合材料进行性能测试，得出环氧树脂含量在25％时，复合材料的弯曲强度达到121.4MPa，冲击强度达到20.4KJ·m-2，较纯酚醛树脂分别提高了164％和50％。⑵在碳纤维布增强酚醛环氧树脂复合材料体系中，制备了不同质量分数的环氧树脂的碳纤维布增强酚醛环氧树脂复合材料，对复合材料进行性能测试，并观察断面微观形貌，得出环氧树脂含量在25％时，复合材料的弯曲强度达到262.5MPa，冲击强度达到62.3KJ·m-2，较纯酚醛树脂分别提高了23％和185％。⑶在玻璃纤维布/碳纤维布混杂增强酚醛环氧树脂复合材料体系中，制备不同环氧树脂含量，不同碳纤维布含量的复合材料并进行性能测试，得出环氧树脂含量在25％时，复合材料综合性能达到最佳。碳纤维含量在90％和70％时，复合材料性能下降较为平缓，碳纤维含量下降到50％时，复合材料性能急剧下降。碳纤维含量在70％时，虽然各项性能较纯碳纤维有所下降，但是对整个复合体系的粘结性影响较小，因此可以作为最为合理的配比。

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第1章 文献综述

1.1 酚醛树脂概述

1.2 玻璃纤维增强树脂基复合材料

1.3 碳纤维增强树脂基复合材料

1.4 玻璃纤维/碳纤维混杂增强树脂基复合材料

1.5 本文研究目的及主要内容

第2章 玻璃纤维布增强酚醛环氧树脂复合材料性能研究

2.1 实验部分

2.2 实验结果与讨论

2.3 本章小结

第3章碳纤维布增强酚醛环氧树脂复合材料性能研究

3.1 实验部分

3.2 实验结果与讨论

3.3 本章小结

第4章玻璃纤维布/碳纤维布混杂增强酚醛环氧树脂复合材料性能研究

4.1 实验部分

4.2 实验结果与讨论

4.3 复合材料的微观形貌表征

4.4 本章小结

第5章 全文总结

参考文献

攻读硕士期间已发表的论文

致谢