不饱和聚酯树脂(UP)作为一种复合材料的树脂基体,具有较高的比强度和比刚度,且机械性能高、成型工艺简单、产品质量轻等优点,在复合材料地板领域具有广泛的应用前景。但UP的固化物一般存在强度低、收缩率大、韧性差、容易开裂等缺点,因此对UP的增强增韧改性仍然吸引着很多研究者的目光。 代谢
本文以通用型UP为基体,用二氧化硅(Si O2)、碳酸钙(Ca CO3)、聚乙二醇(PEG)、短切玻璃纤维(SGF)对UP进行增强增韧研究。然后以玻璃纤维布(GF)增强UP(FRUP)为面层,以改性UP(MUP)为芯层,通过手糊成型的方法制备夹层板复合材料。
并在此基础上制备了以FRUP为面层,以混杂短纤维增强MUP为芯层的夹层板复合材料。对制备的复合材料进行了力学性能测试、动态热机械性能测试、耐热性能测试;使用扫描电镜对复合材料的冲击断面进行观察,初步研究了填料的含量对复合材料冲击韧性的影响。 1、UP基体增强增韧改性研究无机填料/UP复合材料性能研究结果表明:(1)与Si O2改性的UP相比,用Ca CO3改性的UP复合材料性能更加优越,当Ca CO3质量分数为10%时,复合材料拉伸
华能国际电子强度和冲击强度均达到最大值34.71MPa和8.2KJ/m2,与纯UP相比分别提高了21.3%和46.4%。(2)无机填料的加入可以降低UP的收缩性能,当填料含量为10%时,收缩性能降低最明显。 PEG增韧改性Ca CO3/UP复合材料性能研究结果表明:(1)PEG的加入能够显著提高复合材料的冲击性能,加入30%PEG复合材料与未添加PEG的复合材料相比冲击强度从7.9k J/m2提高到11.2k J/m2,冲击强度提高了42.7%。(2)PEG的加入降低了复合材料的动态储能模量,提高了复合材料的韧性。
SGF增强PEG/Ca CO3/UP(MUP)复合材料性能研究结果表明:(1)SGF的加入,可以提高复合材料冲击强度,当SGF含量为50%时,冲击强度达到17.3k J/m2,与未添加SGF的复合材料相比冲击强度提高了54.4%。(2)TGA结果表明SGF的加入提高了复合材料的分解温度,提高了热稳定性。
(3)SGF的加入提高了复合材料的动态储能模量,在50%含量时,复合材料的动态储能模量达到最大值,此时复合材料的刚性最好。2、FRUP/MUP/FRUP夹层板复合材料性能研究FRUP/MUP/FRUP夹层板复合材料性能研究结果表明:(1)SGF的加入能够显著提高复合材公共财物
料的拉伸强度和冲击强度,SGF含量为50%的复合材料拉伸强度、冲击韧性分别达到了147MPa、104.6k J/m2,与未添加SGF的复合材料相比分别提高了32.8%、83.7%;(2)SGF的加入可以提高复合材料夹层板的耐热性能和热稳定性。
二苯乙烯人类与环境(3)当SGF含量为50%时,SGF在树脂基体中排列比较紧密,被树脂基体紧紧包覆着,断面形貌比较整齐,此时可以较好的提高材料的力学性能。3、FRUP/SCF-MUP/FRUP夹层板复合材料性能研究FRUP/SCF-MUP/FRUP夹层板复合材料性能研究结果表明:(1)添加不同比例短纤维的复合材料力学性能也有所不同,当SGF与SCF比例为20:30时,复合材料拉伸强度达到最大值179MPa,当SGF与SCF比例为10:40时,冲击强度达到最大值131.2KJ/m2。
(2)两种短纤维的比例对复合材料储能模量影响很大,当SGF:SCF为30:20时,复合材料的储能模量最大,表明此时的材料刚性最强,动态热机械性能最好。
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