氰酸酯/环氧泡沫型吸波复合材料研究

摘要

本文采用两步法，以双酚A型氰酸酯和双酚A型环氧树脂为主要原料制备了一种新型的氰酸酯/环氧泡沫材料。重点研究了环氧树脂比例，密度和碳纳米管含量对氰酸酯/环氧泡沫结构和性能的影响规律，同时也研究了碳纳米管和羰基铁粉作为吸收剂对氰酸酯/环氧泡沫吸波性能的影响，用红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)分别表征了氰酸酯/环氧泡沫的分子结构和泡孔结构；采用动态热机械分析(DMA)和差示扫描量热分析（DSC）测试了氰酸酯/环氧泡沫的玻璃化转变温度，采用热失重分析( T G)测试了氰酸酯/环氧泡沫的热稳定性；采用电子万能试验机测试了氰酸酯/环氧泡沫的压缩性能；利用介电谱仪测试了氰酸酯/环氧泡沫的介电性能；利用矢量网络分析仪测试了填充碳纳米管和羰基铁粉后氰酸酯/环氧泡沫的吸波性能。
　　研究表明：所制备的氰酸酯/环氧泡沫已固化完全，观察不到2272 cm-1/2236 cm-1处的氰酸酯基团吸收峰和913 cm-1处的环氧基团吸收峰。氰酸酯/环氧泡沫材料为闭孔结构，泡孔均匀且基本上呈规则的球形；具有优良的热力学性。氰酸酯/环氧泡沫中环氧树脂比例的增加几乎不影响泡沫的泡孔结构，但对氰酸酯/环氧泡沫力学性能和热性能影响较大，环氧树脂的比例越多，泡沫的力学性能越好，Tg越低。密度几乎不影响 CE60氰酸酯/环氧泡沫的玻璃化转变温度，但随着密度的增加，CE60氰酸酯/环氧泡沫的储能模量增加，压缩强度由密度为0.103 g/cm3的0.507 MPa增加到密度为0.305 g/cm3的3.021 MPa，压缩模量由15 MPa增加到123 MPa。泡孔尺寸由220.8μm减小到141.7μm，介电常数和介电损耗也均增大。随着 CNTs的填加量的增加，泡孔孔径先减小后增大，泡孔结构也随之先优化后劣化，泡沫的压缩性能也是先提高后减小。CE60氰酸酯/环氧泡沫的反射率随CNTs的填充量的增加而增加。当CNTs的填充量达到4％时反射率最小，吸波效果最好。
　　当碳纳米管和羰基铁粉共同作为吸波剂时，随着 CNTs的增加，填加30%的羰基铁粉和 CNTs的CE60氰酸酯/环氧泡沫吸波性能不断增强。吸波效果最好的羰基铁粉和碳纳米管的组合分别是：30% CIP+0.5% CNTs，吸收峰值为-9.81dB，带宽分别为0.53GHz（R＜5dB）和0GHz（R＜10dB）；30%CIP+1%CNTs，吸收峰值为-17.09dB，带宽分别为0.80GHz（R＜5dB）和0.5GHz（R＜10dB）。

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1 绪论

1.1 引言

1.2 氰酸酯概述

1.3 泡沫塑料的研究进展

1.4 泡沫型吸波材料研究进展

1.5研究概述

2 氰酸酯/环氧泡沫的制备

2.1 引言

2.2 实验部分

2.3结果与讨论

2.4 本章小结

3. 密度对 CE60 体系氰酸酯/环氧泡沫性能的影响

3.1 引言

3.2 实验部分

3.3 结果与讨论

3.4 本章小结

4 碳纳米管和羰基铁粉填充氰酸酯/环氧泡沫的制备及其吸波性能的研究

4.1 引言

4.2 实验部分

4.3 结果与讨论

4.4 本章小结

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间发表的与学位论文内容相关的学术论文及研究成果