热塑性聚芳醚酮类树脂基复合材料的制备及连接技术研究

摘要

该论文的工作主要分为两部分,第一部分为新型热塑性聚芳醚酮类树脂基复合材料制备技术的探索研究,第二部分为热塑性树脂复合材料的熔融连接技术研究,主要包括加热体植入电阻焊和新颖的非植入自电阻焊接技术研究.在第一部分工作中,首先探索了环状聚芳醚酮开环聚合制备热塑性复合材料的方法.研究发现环状聚芳醚酮齐聚物熔融温度低,熔体粘度小,具有良好的流动性,十分有利于充模成型及浸渍增强纤维.其次,研究了可控交联型聚芳醚酮树脂基复合材料的热塑成型、交联使用的方法.SEM分析说明,树脂基体对增强纤维的浸渍良好,辐照交联未对界面结构产生明显的影响.第三,研究了热塑性共混树脂基复合材料的制备方法.采用湿法缠绕技术制备了共混树脂基热塑性预浸料,具有良好的铺覆工艺性.在第二部分工作中,首先研究了碳纤维增强热塑性预浸料(带)作为植入加热体的热塑性复合材料的植入电阻焊技术.提出了碳纤维增强热塑性复合材料自电阻焊接的概念及技术方法,对碳纤维增强先进热塑性复合材料的导电性能的研究发现,碳纤维间的搭接接触电阻在复合材料层板横向电阻中占主要地位.单向复合材料层板中碳纤维的屈曲和单位面积上的搭接点数目与复合材料成型方法和纤维体分密切相关,也决定了复合材料横向导电性能.先进复合材料的自电阻焊接技术具有焊接工作面内焊接功率最大化的独特优点,可以在保证焊接面内足够焊接温度的同时,大大降低母材本体的发热,使焊接温度分布更加合理.焊接面内电流通量对焊接强度和母材变形量产生重要影响,电流通量增加,焊接温度迅速升高,母材变形量随之增加.焊接强度随电流通量增加出现极大值,说明过大的母材变形会导致明显的应力集中,从而影响力学性能.

目录

文摘

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第一章热塑性复合材料制备技术的发展现状及趋势

1.1热塑性复合材料的应用与发展

1.2高性能热塑性复合材料制备技术的发展现状及存在的问题

1.2.1热塑性预浸料制备技术

1.2.2热塑性复合材料成型技术

1.2.3热塑性复合材料的熔融连接技术

1.3本文工作的主要内容及创新

参考文献

第二章环状聚芳醚酮开环聚合制备热塑性复合材料技术研究

2.1引言

2.1.1开环聚合技术的发展及应用

2.1.2环状聚芳醚酮开环聚合反应机理及条件

2.1.3本章的主要工作和创新

2.2实验部分

2.2.1原材料及试剂

2.2.2开环聚合制备热塑性复合材料的工艺过程

2.2.3测试与表征

2.3结果与讨论

2.3.1PEEKC的流变特性及开环聚合工艺窗口的确定

2.3.2PEEKC开环聚合过程的影响因素

2.3.3催化剂投加方式对复合材料界面及力学性能的影响

2.4结论

参考文献

第三章可控交联型聚芳醚酮树脂基复合材料制备技术研究

3.1引言

3.1.1可控交联聚芳醚酮的分子设计及结构特点

3.1.2电子束辐照交联基本原理简介

3.1.3本章主要工作和创新

3.2实验部分

3.2.1原材料与试剂

3.2.2CCPAEK/CF热塑性复合材料的制备

3.2.3CCPAEK/CF热塑性复合材料的交联处理

3.2.4测试及表征

3.3结果与讨论

3.3.1CCPAEK的流变特性及其复合材料成型工艺

3.3.2成型工艺条件下CCPAEK的热稳定性

3.3.3高温热交联处理对CCPAEK/CF热塑性复合材料结构和性能的影响

3.3.4CCPAEK电子束辐照交联特性

3.3.5EB辐照对CCPAEK/T300热塑性复合材料结构及性能的影响

3.4结论

参考文献

第四章共混树脂基热塑性复合材料制备技术研究

4.1引言

4.1.1聚合物共混理论方法简介

4.1.2本章主要工作及创新

4.2实验部分

4.2.1原材料与缠绕设备

4.2.2共混热塑性树脂基预浸料及复合材料的制备

4.2.3测试与表征

4.3结果与讨论

4.3.1可溶性共混组分的选择

4.3.2悬浮溶液特性对预浸料制备的影响因素

4.3.3共混树脂基复合材料的模压热成型工艺

4.3.4共混热塑性树脂基复合材料的力学性能

4.3.5共混树脂基热塑性复合材料的玻璃化转变温度

4.3.6共混树脂基复合材料的界面特性

4.3.7共混树脂基热塑性复合材料的成型工艺性

4.4结论

参考文献

第五章热塑性复合材料熔融连接技术研究

5.1文献分析

5.1.1研究意义及目的

5.1.2国内外研究概况和发展趋势

5.1.3本章主要工作和创新

5.2热塑性复合材料植入加热体电阻焊接技术研究

5.2.1实验原理及基本过程

5.2.2实验部分

5.2.3测试

5.2.4结果与讨论

5.3导电碳纤维增强热塑性复合材料自电阻焊接技术探索研究

5.3.1碳纤维增强树脂基复合材料层板导电性能研究

5.3.2实验部分

5.3.3结果和讨论

5.4结论

参考文献

本文主要结论

致谢

博士论文期间发表的文章和专利