碳纤维增强环氧树脂基复合材料的性能研究

      研究了WBS-3环氧树脂固化体系的反应特性，分析了该固化体系浇铸体的性能；并以碳纤维(T-700S)为增强材料，采用手糊成型螺栓加压工艺制备了WBS-3/T-7005复合材料，研究了复合材料的常温力学性能、高温力学性能、水煮后力学性能和动态力学性能，并对弯曲断面进行分析。研究结果表明，WBS-3树脂基体黏度低、适用期长且韧性好，适合于手糊成型、缠绕成型等低成本制造工艺；由此制得的WBS-3/T-7005复合材料具有优良的力学性能和耐高温性能，其弯曲强度为1 434 MPa，拉伸强度为1 972 MPa，剪切强度为76.1 MPa，玻璃化温度(Tg)超过210℃；该WBS-3/T-700S复合材料具有很好的界面粘接性（树脂对纤维的浸润性良好）、较低的空隙率且纤维分布均匀。

       复合材料是由基体材料和增强材料复合而成的多相体系固体材料，能够充分发挥各组分的特点和潜能；通过合理匹配及协同作用，可呈现出单一材料所不具备的优异性能。目前已在农业、工业、交通、军事及社会生活等各领域中得到广泛应用，尤其在航空、航天等一系列高端技术领域中具有不可或缺的地位。由于高性能复合材料的生产成本较高，因此理想的复合材料应满足无溶剂、低压成型、固化温度较低、固化周期较短、工艺寿命较长和耐光老化等一系列特性，同时兼具较高的模量和韧性、良好的界面粘接和较低的固化收缩率等特点。

       环氧树脂(EP)具有优异的浸润性和粘接性（对各种纤维），其固化物具有较好的综合性能（包括力学性能、耐酸性、耐碱性和耐多种化学药品性等），故已成为复合材料热固性树脂基体中最重要的基体材料之一。本文以自制的较高环氧值的EP(包括低黏度稀释剂、扩链剂、催化剂和少量偶联剂等)为基体材料，碳纤维为增强材料，采用手糊成型螺栓加压工艺制备复合材料该复合材料可满足低压无溶剂成型，适用于手糊工艺、树脂传递成型(RTM)、真空吸铸和缠绕等低成本制造工艺1，并对其力学性能、耐热性和耐水性等性能进行了研究。

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