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环氧基碳纤维复合材料

作者: 发布时间:2022-08-24 09:31:34点击:295

信息摘要: 环氧基碳纤维复合材料环氧树脂/碳纤维复合材料是一种高强度材料,其具有高比强度、高比模量、耐高温、耐腐蚀等优异性能,广泛用于航天、汽车、电子、体育用品、医疗器械等领域。由于环氧树脂/...

环氧树脂/碳纤维复合材料是一种高强度材料,其具有高比强度、高比模量、耐高温、耐腐蚀等优异性能,广泛用于航天、汽车、电子、体育用品、医疗器械等领域。由于环氧树脂/碳纤维复合材料的性能决定于所用的碳纤维本体、环氧树脂基体以及两者之间的结合力度。然而,由于环氧树脂和碳纤维的热膨胀系数有较大差距,这容易使得固化后的环氧树脂/碳纤维复合材料存在较大的界面热残余应力。此外,该环氧树脂/碳纤维复合材料还因环氧树脂的固化而存在收缩残余应力。这些界面应力的存在非常容易造成环氧树脂/碳纤维复合材料损坏。所以,提供一种具有低界面应力的环氧树脂/碳纤维复合材料的十分必要。

]举例来说,现有技术通常通过向环氧树脂/碳纤维复合材料中引入膨胀性单体,例如螺环原碳酸酯类、螺环原酸酯类、双环原酸酯类、缩酮内酯类等,从而在一定程度上减小环氧树脂/碳纤维复合材料的界面应力。

]发明人发现现有技术至少存在以下问题:

[现有技术在环氧树脂/碳纤维复合材料中加入膨胀性单体,会使得环氧树脂/碳纤维复合材料的剪切强度损失,且各组分之间的相容性差。

【发明内容】

[0006]本发明实施例所要解决的技术问题在于,提供了一种相容性好且界面应力小的环氧树脂/碳纤维复合材料及其制备方法。具体技术方案如下:

[0007]一方面,本发明实施例提供了一种环氧树脂/碳纤维复合材料,所述复合材料中含有硅橡胶,所述硅橡胶同时与环氧树脂和碳纤维交联在一起。

[0008]具体地,作为优选,所述环氧树脂为双酚F型环氧树脂。

[0009]具体地,作为优选,所述硅橡胶为聚甲基乙烯基硅氧烷。

[0010]具体地,作为优选,所述碳纤维为碳纤维布。

[0011]另一方面,本发明实施例提供了上述任意一种复合材料的制备方法,包括:

[0012]步骤a、选取预定铺层的碳纤维布作为碳纤维原料,并对所述碳纤维布进行除杂,然后采用空气冷等离子体对除杂后的碳纤维布进行活化处理,得到活化的碳纤维布;

[0013]步骤b、按重量份计,将10-20份的液体硅橡胶、4-6份的交联剂以及1_2份的催化剂混合,配制成预定重量的液体硅橡胶处理液;

[0014]步骤C、将所述活化的碳纤维布浸渍在所述液体硅橡胶处理液中,使碳纤维布的内部及表面均布满所述液体硅橡胶处理液,然后进行风干,得到厚度为150-600μm的附有硅橡胶的碳纤维布;

[0015]步骤d按重量份计,将10份的环氧树脂和2-3份的环氧树脂固化剂混合均匀,配制成预定重量的环氧树脂处理液,然后通过真空袋压成型法,将所述环氧树脂处理液浸润至所述附有硅橡胶的碳纤维布中,然后进行固化处理,得到所述复合材料。

[0016]具体地,作为优选,所述步骤a中,通过将所述碳纤维布置于有机溶剂中浸泡2-3h,然后在真空干燥箱中于50-80°C的温度下干燥30-60min,来对所述碳纤维布进行除杂O

[0017]具体地,作为优选,所述有机溶剂选自丙酮、四氢呋喃、乙醇中的至少一种。

[0018]具体地,作为优选,所述步骤b中,所述液体硅橡胶为聚甲基乙烯基硅氧烷,所述交联剂为聚甲基氢硅氧烷,所述催化剂为铂及铂的络合物。

[0019]具体地,作为优选,所述铂的络合物为氯铂酸与环烷烃、醇或者醛的络合物。

[0020]具体地,作为优选,所述步骤c包括:将所述活化的碳纤维布浸渍在所述液体硅橡胶处理液中3-8min,使所述碳纤维布的内部及表面均布满所述液体硅橡胶处理液,然后进行风干,重复该过程3-5次,获取厚度为150-600μm的附有硅橡胶的碳纤维布。

[0021]具体地,作为优选,所述步骤d中,所述固化处理包括:在70_90°C下固化处理1-1.5h,然后升温至110-130°C固化处理1.5-2.5h,然后升温至140-160°C固化处理1.5~2.5h。

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