材料加工形态学之复合材料断裂形貌分析.pptx

复合材料断裂形貌分析;滑石粉和二氧化硅粒子增韧环氧树脂断面形貌 (a) 二氧化硅(脱模剂处理) 　(b) 二氧化硅(偶联剂处理) 　(c) 滑石粉;　脱模剂处理二氧化硅粒子增韧环氧树脂断面形貌 (a)裂纹快速扩展断裂面　(b) 裂纹快速扩展向慢速扩展转变的断面　 (c) 裂纹慢速扩展断面;滑石粉粒子填充环氧体系各种性能测试结果 ;偶联剂处理的二氧化硅粒子填充的环氧体系各种性能测试结果; 采用超声波分散和硅烷偶联剂处理的方法使纳米SiO2 粒子在EP 中充分分散, 制得了SiO2/ EP 纳米复合材料,大大提高了EP 的力学性能和热稳定性,具体见下表; 以经偶联剂表面处理后的纳米二氧化钛( TiO2 ) 为填料与EP 共混进行增韧增强改性, 当填料质量分数为3 %时,EP/ TiO2 纳米复合材料的拉伸弹性模量较EP提高370 % , 拉伸强度提高44 % , 冲击强度提高878 %,其他性能也有明显提高 ;刘竟超等研究了纳米SiO2 在偶联剂的作用下较均匀地分散于环氧树脂基体中, 有效地增加了环氧树脂的强度及韧性,并提高了环氧树脂的耐热性。;Nano-SiO2/ E2442MeTHPA体系的力学性能（未加偶联剂）;;价格低廉的硫酸钙晶须对环氧树脂的性能影响,发现硫酸钙晶须加入到环氧树脂中,能够均匀分散,起到骨架作用,辅以适量的硅烷偶联剂固化后形成聚合物- 纤维复合材料,内聚强度大为提高,表现出强固和坚韧的特性。;Gail, et al. 采用有机蒙脱石改性环氧树脂,利用插层复合技术制备出了纳米级的 环氧树脂/ 蒙脱石复合材料。研究结果表明:抗冲击强度提高了67 % ,拉伸强度 提高了78 %,热变形温度也提高了87 ℃。;环氧树脂/ 蒙脱石复合材料的储能模量 1 —纯环氧树脂　2 —添加3 %蒙脱石的复合材料;蒙脱石含量对热变形温度的影响 ;Fu, et al.利用改性蒙脱土制备粘土/ 环氧树脂纳米复合材料,并对材料的结构和性能进行测试和表征。结果表明,少量蒙脱土的加入可以较大地提高材料的力学性能和耐热性能,对环氧树脂同时起到了增韧增强的作用。;蒙脱土含量对复合材料冲击强度的影响 ;蒙脱土含量对复合材料Tg 的影响 ;热塑性树脂增韧环氧树脂;YOUNG et al. 研究了环氧树脂/ 聚砜( PSF) 共混体系相结构的控制, 通过调控预固化反应过程中环氧树脂的相对分子质量,可以有效地调控相结构。 环氧树脂相对分子质量越大,体系相畴尺寸越小;SEM micrographs of the blends with epoxy of different MW precured at 100 ℃ for 24h and cured at 160 ℃for 1h E56/ PSF/ DDS; b) E51/ PSF/ DDS; c) E42/ PSF/ DDS; d) E39/ PSF/ DDS; e) E31/ PSF/ DDS;Chan, et al.对聚酰亚胺进行化学改性, 以改善聚酰亚胺与环氧树脂在界面的相互作用,达到有效增韧的目的。将聚酰亚胺硝化,合成了硝化聚酰亚胺。硝化聚酰亚胺/环氧树脂共混物存在多相结构, 聚酰亚胺为连续相, 环氧树脂为分散相。当硝化聚酰亚胺以一定比例与环氧树脂共混时, 既能改善聚酰亚胺和环氧树脂的相容性, 保存聚酰亚胺/环氧的多相结构, 又增加2相界面间的作用, 增韧效果有较明显提高。;PE I/环氧树脂共混物存在多相结构, PE I 为连续相, 环氧树脂为分散相; 而N I-PE I/环氧树脂共混物中不存在多相结构, 很清楚, PE I 硝化后导致了产物与环氧树脂相容性提高, 但是增韧作用减小.;当N I-PE I 与PE I 比分别为75∶25 和25∶75 混合时, 并将它们以25% 的含量分别加入到环氧树脂中, 在相同的条件下反应固化, 所获得的两种材料结构形态极为不同(见图4 和5) , 前者环氧树脂为连续相, 后者环氧树脂为分散相. 前者在固化过程中虽然发生相分离, 但大量的N I-PE I 与环氧树脂相容性好,PE I 含量少, 形成分散相, 环氧树脂为连续相; 而后者PE I 含量较多, 由于固化前PE I 的粘度比环氧树脂大得多, 发生相分离时含75% 的环氧树脂形成分散相.;Yikuo, et al.研究了PEI增韧TGDDM /DDS、Epikote828 /DEA2PA、TGAP /DAP、MY0510 /DDS及HPT1071 /HPT1061M 等环氧树脂材料, 对改性前后的相态结构和力学性能进行了分析比较, 证实P I及其改性物对环氧树脂进行改性是制备一种兼具韧性、刚性、热稳定性于一体的材料的新途径。掌握好分散相的分布、尺寸以及与基质间的化学或极性相互作用