亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        縫合制備有機硅復合材料及其彎曲性能研究①

        2011-08-31 06:37:52胡春平周敬杰黃玉東
        固體火箭技術 2011年6期
        關鍵詞:硅樹脂縫合線苯基

        胡春平,姜 波,劉 麗,周敬杰,黃玉東

        (1.哈爾濱工業(yè)大學化工學院,哈爾濱 150001;2.東北林業(yè)大學 理學院,哈爾濱 150040)

        0 引言

        硅樹脂具有很好的耐熱性及耐候性,并兼具優(yōu)良的介電性、電絕緣性、抗氧化、抗輻射、憎水性及阻燃性,還可通過改性獲得其他性能[1]。廣泛用于航空、航天、國防軍工、建筑、電子、機械、文體醫(yī)療和生物工程等眾多領域。在航天航空領域,主要用作天線罩材料。天線罩材料的性能要求為具有寬頻電磁波透過性能和介電性能、優(yōu)異的耐熱性和力學性能[2-3]。硅樹脂的結構決定了其具有耐高溫性和優(yōu)良的介電性,但由于硅樹脂分子間作用力小,有效交聯密度低,所以硅樹脂一般的機械強度較弱[4];加之在復合材料制備工藝方面,傳統的樹脂基復合材料各鋪層之間沒有纖維增強,只是靠樹脂本身起著粘接和傳遞載荷的作用(這種結構通常也被稱作二維層合板結構),當受到外力作用時,復合材料構件往往首先產生層間破壞,并逐漸向層內擴展,導致整個結構出現損傷,甚至破壞[5-8]。

        為了克服高溫下纖維增強硅樹脂復合材料容易出現分層的弱點,擴大復合材料的使用范圍,本文主要研究了采用縫合工藝制備復合材料,并對縫合和無縫合工藝制備的復合材料在高溫狀態(tài)下的彎曲性能進行了考察,并借助紅外分析、熱失重分析,對高溫狀態(tài)下的復合材料彎曲強度的變化原因進行了探討,通過縫合工藝,有效地提高有機硅復合材料高溫力學性能。

        1 實驗

        1.1 實驗材料

        甲基苯基硅樹脂,數均分子量:3 000 g/mol,粘度:30 cst,哈爾濱工業(yè)大學自制,相對分子質量3 000;平紋高硅氧玻璃布,面密度為236 g/m2,陜西華特玻璃纖維有限公司,使用前在馬弗爐中,于200℃下處理1 h,以除去纖維織物表面吸附的水分;PBO纖維,哈爾濱工業(yè)大學自制。

        1.2 試樣制備

        采用縫合工藝制備高硅氧織物增強甲基苯基硅樹脂復合材料,其具體制備工藝如下:采用手糊成型法制得高硅氧織物/甲基苯基硅樹脂預浸布。將制得的預浸布剪裁成所需的形狀,采用改進鎖式縫合方式,低密度縫合,縫合線為PBO纖維,進行縫合、模壓。具體模壓工藝:90℃/1 h→120℃/1 h→180℃合模加壓10 MPa/2 h→210℃/2 h→250℃/12 h→自然冷卻至室溫。最終制得纖維質量分數為70%,厚度為2 mm的縫合層壓板。將縫合層壓板加工成50.0 mm×15.0 mm×2.0 mm規(guī)格的試樣。彎曲強度即時測定:將試樣分別置于常溫、500℃和700℃的電子萬能材料試驗機上,處理10 min后,瞬時進行測試。

        1.3 性能測試

        按照 GB 1449—83,將所制備的試樣在 INSTRON550型電子萬能試驗機上進行彎曲強度測試。

        采用美國PE公司生產的PyrisⅠ型熱重分析儀,對甲基苯基硅樹脂及PBO纖維的耐熱穩(wěn)定性進行了研究,測試中采用的樣品量為10~20 mg,升溫速率為10℃/min,氣氛為空氣、氮氣。

        采用美國產NIGOLET-Nexus670型FTIR光譜儀分析器。將固化好的樹脂采用KBr壓片法做紅外光譜分析。

        2 結果與討論

        2.1 溫度對縫合(無縫合)復合材料彎曲強度的影響

        縫合(無縫合)高硅氧織物/甲基苯基硅樹脂復合材料在不同溫度處理10 min后彎曲強度如圖1所示。

        由圖1可見,高硅氧織物/甲基苯基硅樹脂復合材料(縫合與無縫合工藝)彎曲強度隨著溫度的升高而降低。常溫下,2種工藝的彎曲強度大致相當,但當溫度達到500℃時,縫合工藝制備的復合材料彎曲性能比無縫合的復合材料高了23 MPa,顯示出縫合優(yōu)勢。700℃時,縫合工藝制備的復合材料彎曲性能不如無縫合復合材料的性能。結果表明,溫度對2種工藝制備的復合材料彎曲性能影響規(guī)律不同,因此,需找出彎曲性能變化的原因,根據使用的環(huán)境條件,決定是否使用縫合工藝。

        圖1 不同溫度處理10 min后硅樹脂基復合材料的彎曲強度Fig.1 Flexural strength of silicone composites at different temperature treated for 10 min

        2.2 溫度對甲基苯基硅樹脂結構的影響

        圖2給出了固化后甲基苯基硅樹脂在不同溫度下的紅外光譜圖。

        圖2 甲基苯基硅樹脂在不同溫度下的紅外光譜圖Fig.2 FT-IR spectra of methyl-phenyl silicone resin at different temperature

        從紅外譜圖中可看出,室溫和500℃下都存在2 950 cm-1處的CH3—Si中 C—H伸縮振動峰;1 260 cm-1和740 ~870 cm-1處的 Si—CH3的吸收峰;1431 cm-1和1 800 ~2 200 cm-1處 Si—C6H5中芳環(huán)的振動吸收峰和苯基的特征吸收峰;在1 000~1 130 cm-1處有一寬而強的吸收帶,這是Si—O—Si的反對稱伸縮振動,而且都為2個強度接近的吸收峰,說明分子鏈較長[9]。當溫度達到 700℃ 時,2 950、1 260、740 ~ 870 cm-1等處的Si—CH3特征峰減弱、消失,說明甲基大部分脫落;1 431 cm-1和 1 800 ~2 200 cm-1等處的 Si—C6H5特征峰消失,說明苯基也發(fā)生脫落。1000~1 130 cm-1處的2個強度接近的吸收峰轉變?yōu)?個寬吸收峰,說明存在Si—O—Si鍵,但分子鏈變短。

        圖3是甲基苯基硅樹脂在空氣氣氛下的熱失重曲線。由圖3可見,進一步驗證了紅外譜圖的結果,500℃以下,分解不足5%,失重速率最大時的溫度為575℃;當溫度達到700℃,硅樹脂的分解量較大(分解34%),700℃后失重速率減小。硅樹脂隨著溫度的升高發(fā)生熱分解反應,分子鏈斷裂并重組,造成樹脂與纖維結合力下降,相應復合材料的彎曲強度下降;500℃時,縫合增強了復合材料的層間破壞韌性和分層阻力,有效地防止層合板的分層破壞,故復合材料彎曲強度得以提高。

        圖3 硅樹脂在空氣氣氛下的熱失重曲線Fig.3 TG curvs for silicone resin in atmosphere

        2.3 縫合線(PBO纖維)熱失重研究

        圖4是PBO纖維在氮氣氣氛下的熱失重曲線。由圖4所示,PBO纖維在500℃以下時,非常穩(wěn)定,但當溫度達到700℃時,已分解、炭化。如圖5可見,對復合材料造成縫合損傷,引起縫合處的應力集中,導致復合材料的彎曲性能降低。

        圖4 PBO纖維在氮氣氣氛下的熱失重曲線Fig.4 TG curvs for PBO fibers under nitrogen atmosphere

        2.4 500℃處理后復合材料彎曲斷口研究

        圖6是縫合(無縫合)有機硅復合材料500℃彎曲斷口。由圖6(a)可見,縫合工藝制備的復合材料彎曲斷口由縫合線連接良好,無分層現象;由圖6(b)可見,無縫合工藝制備的復合材料彎曲斷口出現了明顯的分層現象。

        圖5 700℃高溫熱處理后復合材料表面形貌Fig.5 The morphology of silicon composite after treated at 700℃

        圖6 不同工藝制備的有機硅復合材料500℃彎曲斷口形貌Fig.6 The morphology of flexural fracture surfaces of the composite fabricated by different process at 500℃

        3 結論

        (1)500℃以下(硅樹脂和縫合線沒有大量分解時),通過采用縫合工藝,可有效提高復合材料高溫彎曲性能。其原因是縫合增強了復合材料的層間破壞韌性和分層阻力,有效防止層合板的分層破壞,使復合材料得到更加整體化的結構。

        (2)700℃(硅樹脂和縫合線已大量分解時),采用縫合工藝反而會降低復合材料的高溫彎曲性能。其原因是由于縫合線的分解,對復合材料造成了縫合損傷。

        (3)在考慮是否使用縫合工藝時,應根據所用層合板的鋪層順序、材料使用的環(huán)境條件、樹脂本身以及縫合線的性能指標等,綜合決定是否使用縫合結構。

        [1]來國橋,幸松民,等.有機硅產品合成工藝及應用(第2版)[M].北京:化學工業(yè)出版社,2010:312-315.

        [2]姜勇剛,張長瑞,等.高超音速導彈天線罩透波材料研究進展[J].硅酸鹽通報,2007,26(3):500-505.

        [3]劉麗.天線罩用透波材料[M].北京:冶金工業(yè)出版社,2008.

        [4]倪禮忠,陳麒,等.聚合物基復合材料[M].上海:華東理工大學出版社,2007:185-186.

        [5]程小全,酈正能,等.縫合復合材料的應用與力學性能[J].高分子材料科學與工程,2009,25(3):145-148.

        [6]Tan K T,Watanabe N,Iwahori Y.Stitch fiber comparison for improvement of interlaminar fracture toughness in stitched composites[J].Reinforced Plastics and Composites,2011,30(2):99-109.

        [7]Trabelsi W,Michel L,Othomene R.Effects of stitching on delamination of satin weave carbon-epoxy laminates under Mode I,Mode II and mixed-Mode I/II loadings[J].Applied Composite Materials,2010,17(6):575-595.

        [8]Beier U,Sandler J K W,Altstadt V,et al.Mechanical performance of carbon fibre-reinforced composites based on stitched and bindered preforms[J].Composites Part A-Applied Science and Manufacturing,2009,40(11):1756-1763.

        [9]梅玉嬌,劉愛婷.有機硅乳液的剖析[J].染整技術,2000(1):42-44.

        猜你喜歡
        硅樹脂縫合線苯基
        醫(yī)用PPDO倒刺縫合線的體外降解性能
        220級環(huán)保型無溶劑有機硅樹脂的研究
        大電機技術(2021年5期)2021-11-04 08:58:36
        醫(yī)用倒刺縫合線的研究進展
        紡織學報(2021年5期)2021-05-27 06:45:36
        1-[(2-甲氧基-4-乙氧基)-苯基]-3-(3-(4-氧香豆素基)苯基)硫脲的合成
        納米粉體的添加對LED封裝性能的影響及其應用研究
        硅氫基與乙烯基比例對大功率LED封裝用有機硅樹脂固化行為的影響
        中國塑料(2015年9期)2015-10-14 01:12:22
        硅樹脂3D打印新技術突破限制
        塑料制造(2015年9期)2015-05-30 02:41:02
        3-(3,4-亞甲基二氧苯基)-5-苯基異噁唑啉的合成
        縫合線構造與油氣地質意義
        地下水(2014年2期)2014-06-07 06:01:50
        基于2-苯基-1H-1,3,7,8-四-氮雜環(huán)戊二烯并[l]菲的Pb(Ⅱ)、Co(Ⅱ)配合物的晶體結構與發(fā)光
        国产在线精品一区二区三区不卡| 男女真人后进式猛烈视频网站 | 91九色国产在线观看| 久久久亚洲欧洲日产国产成人无码| 成人不卡国产福利电影在线看| 国产91第一页| 熟女丝袜美腿亚洲一区二区三区 | 日本一级二级三级不卡| 国产丝袜美腿精品91在线看| 国产激情无码视频在线播放性色| 日韩毛片无码永久免费看| 人妻少妇邻居少妇好多水在线| 香色肉欲色综合| 亚洲色图视频在线观看网站| 日韩久久免费精品视频| 国产影院一区二区在线| 蜜臀av一区二区三区免费观看| 国产69久久精品成人看| 18禁高潮出水呻吟娇喘蜜芽 | 国产中文色婷婷久久久精品| 日韩中文字幕有码午夜美女| 无码人妻丰满熟妇区五十路| 18女下面流水不遮图| 婷婷综合久久中文字幕蜜桃三电影 | 激情另类小说区图片区视频区| 亲少妇摸少妇和少妇啪啪| 美女被强吻并脱下胸罩内裤视频| 亚洲综合第一页中文字幕| 欧洲熟妇色xxxx欧美老妇性| 亚洲国产精品ⅴa在线观看| 91呻吟丰满娇喘国产区| 日本一区二区三区中文字幕视频| 色综合久久五十路人妻| 日本最新一区二区三区在线| 日本顶级metart裸体全部| 欧美大屁股xxxx| 亚洲欧美日韩高清专区一区| 国产精品久久这里只有精品| 手机免费高清在线观看av| 日日摸夜夜添夜夜添高潮喷水| 国产精品无码久久久久久久久久|