不同固化剂复配的灌注型环氧树脂制备及性能

doi:10.19936/j.cnki.2096-8000.20260528.015

摘要/Abstract

摘要： 针对碳纤维复合材料对中低温固化环氧树脂(Epoxy Resin,EP)的需求,系统研究了混合型固化剂5-氨基-1,3,3-三甲基环己甲胺(IPDA)/聚醚胺(8100)不同配比对树脂体系的黏度、固化物热性能和力学性能的影响。结果表明,随着固化剂8100添加量的增加,树脂体系的玻璃化转变温度(T_g)呈现下降的趋势,弯曲强度和冲击强度均呈现出先增加后减小的趋势。当IPDA与8100质量比为1∶1时,树脂体系黏度为347 mPa·s,满足真空灌注工艺的要求,且固化物的T_g达到101.8 ℃,弯曲强度达到110 MPa,冲击强度达到16.5 kJ/m²。通过真空灌注成型工艺制备的复合材料,其拉伸强度为919 MPa,弯曲强度为715 MPa,短梁剪切强度为49.4 MPa,与市售EP树脂制备的复合材料性能相当。通过SEM对CF/EP复合材料断面进行分析,结果表明,树脂与纤维之间具有良好的界面性能。综合分析可知,IPDA与8100质量比为1∶1时,EP具有良好的热性能和力学性能,碳纤维复合材料同样具有良好的力学性能。

关键词: 环氧树脂, 混合型固化剂, 真空灌注, 热性能, 力学性能

Abstract: In response to the demand for medium-to-low temperature epoxy resins(EP)for carbon fiber reinforcedcomposites, the effects of different mixing ratios of 5-amino-1,3,3-trimethylcyclohexylamine(IPDA)/polyetheramine(8100) on the viscosity,thermal and mechanical properties of the resin system were systematically studied. The results show that with the increase of curing agent 8100, the glass transition temperature (T_g) of the resin system shows a tendency to decrease, and the bending strength and impact strength both shows a tendency to increase first and then decrease. When the mass ratio of IPDA and 8100 is 1∶1, the viscosity of resin system is 347 mPa·s, which meets the requirements of vacuum perfusion process. The T_g is 101.8 ℃, and the bending strength is 110 MPa, the impact strength is 16.5 kJ/m².The CF/EP composite prepared by vacuum perfusion molding process has tensile strength of 919 MPa, bending strength of 715 MPa, shear strength of short beam 49.4 MPa, which is equivalent to that of commercial epoxy resins. SEM analysis shows that the fracture surface of CF/EP system exhibits excellent interface performance between resin and fiber. Comprehensive analysis shows that when IPDA and 8100 mass ratio 1∶1, both epoxy resin and carbon fiber composites have good mechanical properties.

Key words: epoxy resin, mixed curing agent, vacuum infusion, thermal properties, mechanical properties

中图分类号:

TB332

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