丙烯酰胺复合材料性能的研究.pdfVIP

第 39卷 ，第 4期 安 徽 化 工 VA0ul3g9：4 43 2013年 8月 ANHUICHEMICAL INDUSTRY ．2013 碳纤维增强环氧树脂 ／丙烯酰胺复合材料性能的研究 错传 广 (武汉理工大学化学工程学院，湖北武汉 430070) 摘要：通过溶液混合和中温固化工艺制备出碳纤维增强环氧树脂 ／丙烯酰胺复合材料。研究了碳纤维对复合材料力学性能和摩擦学性能 的影响，并根据复合材料摩擦表面的SEM图分析了复合材料的摩擦磨损机理。 关键词：碳纤维；环氧树脂；丙烯酰胺；力学 ；摩擦磨损 doi：10．3969~．issn．1008-553X．2013．04．014 中图分类号：TQ342．742；TB332 文献标识码：A 文章编号：1008—553x(2013)04—0043—03 碳纤维是由黏胶、沥青或聚丙烯腈等有机纤维在 将环氧树脂 (EP)溶解于丙酮溶液中，待环氧树脂完全 N、Ar等惰性气氛中经 1500qC高温碳化所形成的纤维 溶解后，将丙烯酰胺(AM)添加到环氧树脂溶液中。紧接 状聚合物碳，其含碳量为90％一99％(质量分数)。碳纤维 着，将分散均匀的碳纤维丙酮溶液加人到EP／AM混合 不仅质量轻 、比强度高、比模量高(抗拉、抗弯、抗扭)、导 溶液中，在机械搅拌下得到均匀的混合液。再将EP、 电、传热 、耐疲劳，而且适应环境能力超强，对化学药剂 AM、SCF的混合液在 60~(2条件下机械搅拌2h，随后转 的抗腐蚀能力突出，享有 “2l世纪最有生命力新型材 移到真空箱中，在 3O℃条件下真空脱气 1h，以完全除 料”的美誉l】】。环氧树脂(EpoxyResin)泛指含有两个或两 去丙酮。最后将得到的粘性混合物倒人内壁涂有真空硅 个以上环氧基团，以脂肪族或芳香族链段为主链的高分 脂的模具中，放入烘箱，100℃下固化 1h，然后 150~C下 子预聚物，是一种环氧低聚物，通常是液体状态，它本身 固化 1h。将固化得到的样条冷却到室温条件下脱模。根 是热塑性 、线型高分子树脂 ，交联固化后会形成三维网 据短切碳纤维含量的不同，将样品予以编号 ，例如 状结构。由于环氧树脂固化产物具有 良好的拉伸性能、 SCF8／EP—AM代表短切碳纤维的质量分数为8wt％。 热稳定性、突出的耐化学腐蚀性及优越的尺寸稳定性 ， 1．3测试与表征 因而广泛应用于涂料、复合材料、高性能胶黏剂、电绝缘 SCF／EP—AM复合材料的力学性能采用三点弯曲性 材料等领域21『。 能进行表征，参照标准为 GB／T2567—2008，试验机型号 碳纤维增强环氧树脂复合材料是以碳纤维为增强 为 CMT6503万能试验机 (上海三思 “SANS”测试仪器有 体 ，环氧树脂为树脂基体 ，通过一定的成型工艺复合而 限公司)。样条的尺寸为80mill×15mm×4mE，样条 成的一类高性能新型材料，其性能优于各组分性能。由 的测试条件为跨距64mm，加载速度为 10mm／min，并且 于碳纤维增强树脂基复合材料具有高比强度和比模量 、 样条尺寸的测量精度达到0．02mm。 抗疲劳、耐摩擦磨损、耐腐蚀、便于大面积整体成型等特 摩擦磨损测试在 HT-1000型球一盘摩擦磨损试验 点，已广泛应用于国防工业、航空工业、土木建筑、清洁 机上进行，测试样品尺寸为 20mm ×2mm，摩擦副为 能源、交通运输、体育器材等领域 。 直径 61Tim的钢球 ，测试温度为室温，旋转轴转速为 1实验部分 1000rpm、1500rpm和2000rpm，载荷为 1ON、15N、20 1．1原料与试剂 N，测试半径为2nlm，持续时