环氧-胺自修复体系的热稳定性及其在中高温固化环氧树脂中的自修复性能研究

来源 :华南理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liuye1111111
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
酸酐固化的环氧树脂具有优异的力学性能、电性能、耐水性、耐热性、耐辐射性,在电子信息领域、航海航天等高精尖领域使用极为广泛。然而,作为一种热固性高分子材料,其较差的韧性使得其容易受到外界冲击而产生微裂纹从而造成进一步的破坏。在环氧树脂中加入含有修复剂的微胶囊,不仅可以赋予其自修复功能,而且可以改善其韧性。由于使用酸酐固化环氧树脂需使用较高的固化温度,对微胶囊型自修复体系的热稳定性提出了较高的要求并带来了一定的挑战性。本文基于具有优异综合性能的微胶囊化环氧-胺化学的自修复体系,研究该体系的中高温热稳定性及热处理温度对其自修复性能的影响,研发具有较好中高温热稳定性的酸酐固化自修复环氧树脂。本文主要研究内容如下:(1)本文系统性研究了四种具有不同典型结构的多元胺类固化剂(四乙烯五胺即TEPA、间苯二甲胺即XDA、聚醚多元胺T403及T3000)的物化性能。利用T型结微流控-快速界面聚合法及静电喷雾-快速界面聚合法,验证了这四种胺类固化剂的微胶囊化可行性,探究了胺类固化剂的物化性能及微胶囊化工艺参数对其微胶囊化过程及最终所制备微胶囊质量的影响,并在此基础上对微胶囊的性能进行了调控。研究结果表明,胺类固化剂的物化性能对其微胶囊化过程和最终微胶囊的结构性能具有显著的影响。通过改变反应溶液、反应条件及调节胺类固化剂的芯液成份,我们可以实现不同物化性能的胺类固化剂的微胶囊化,制备高质量的含胺类固化剂微胶囊。(2)根据酸酐类固化剂固化环氧树脂的固化成型温度需求,本文进一步研究了所选微胶囊芯材、微胶囊载体及树脂基体中微胶囊的热稳定性及其对自修复性能的影响。基于高热稳定性和高修复性能的综合需求,我们对用于中高温固化环氧树脂的自修复体系进行了分析与选择。实验结果表明,本研究所选用的主要修复剂,包括胺类固化剂T403及环氧单体双酚F二缩水甘油醚(BFDGE),及分别基于这两种修复剂的微胶囊均具有较好的热稳定性。基于这两种微胶囊的自修复材料在经过100℃3 h+130℃2 h+170℃3h的后固化处理后,仍然具有近60%的自修复效率,证明了该微胶囊化的环氧-胺自修复体系在中高温固化的环氧树脂中仍然具有一定的应用潜力。(3)基于上述微胶囊化的环氧-胺自修复体系,研究了其在商用的酸酐中高温固化环氧树脂中的自修复性能。首先,通过人工预混注射修复剂的方式,研究了该体系对于酸酐固化环氧树脂的修复潜力及树脂固化工艺对修复性能的影响;其次,在基于含环氧单体微胶囊与胺类微胶囊的自修复酸酐固化环氧树脂中,通过调整双组份微胶囊的比例、微胶囊浓度及热处理条件,研究并分析了各参数对自修复效率的影响规律及机理。研究结果表明,该修复体系对酸酐固化环氧树脂具有较好的修复潜力,当微胶囊比例为1:1、浓度为10.0 wt%、固化处理条件为100℃3 h+130℃2 h时,该自修复环氧树脂的自修复效率达到最高,为81.6±0.8%。该研究证明了基于微胶囊化的环氧-胺自修复体系可较好地适用于酸酐中高温固化的环氧树脂。
其他文献
癌症是危害人类生命健康的主要原因和增加预期寿命的重要障碍。近些年来,随着对肿瘤研究的逐渐深入,针对肿瘤微环境开发出来的特异性的治疗方法——化学动力学疗法(CDT)备受关注。基于传统芬顿反应的化学动力学疗法就是含铁的纳米材料在微酸性肿瘤微环境中溶解析出亚铁离子,亚铁离子与肿瘤部位过表达的H2O2发生芬顿反应产生·OH,使癌细胞脂质过氧化而调亡。由于芬顿反应的发生条件较为特殊,正常细胞内弱碱性的环境及
添加剂种类及含量是影响生物柴油离子含量的重要因素。以小桐子生物柴油为主要研究对象,利用离子色谱系统研究了5种降凝剂(平安者、秒速、易威、凡响、海龙)、抗氧化剂TEPA及其复配对离子含量的作用规律。5种降凝剂添加比例为0.4%时,油样中不同种类的离子含量变化趋势不同,有机酸离子含量变化趋势较小,无机阴离子和阳离子含量变小趋势显著,NO3-、Cl-、Br-、PO43-、NH4+、Mg2+、Ca2+含量
我国明确提出要在2030年实现碳达峰及在2060年实现碳中和的战略目标,开发可持续的清洁能源对于我国实现低碳经济和碳中和事业具有重要的现实意义和战略价值。复杂多变的自然与工业环境往往难以开展单一的能源转换,很可能会同时存在多元化的能源转化机制。因此,依靠自然界广泛存在的湿气和工业余热进行能源捕集已引起国内外研究者的广泛关注,成为当前清洁能源领域研究的前沿和热点。因此,本论文以具有分级多孔结构的柔性
随着我国经济的增长,社会用电量呈现逐年上升的趋势,用电量的提升对我国电力系统电能质量的要求也越来越高,所以必须从电网输电配电的各个环节降低电能的损耗,而无功补偿则是实现这一目标比较重要的措施。本文通过研究无功补偿的关键技术与设备发展,设计并实现了一套无功补偿系统,将其应用在配电变压器综合配电柜中进行测试并取得了良好的测试结果。主要工作总结如下:(1)通过大量阅读无功补偿的相关文献,了解无功补偿的技
多媒体信息情感识别技术能让机器根据人的情感状态做出不同的反馈,对于提高人机交互智能化水平有重要意义。语音、文本和表情信号是人们表达情感的主要方式,包含了丰富的情感信息。因此,基于语音和文本的情感识别以及视频人脸表情识别是多媒体信息情感识别研究领域重要的研究方向。深度学习方法在情感识别领域取得了较好的效果,但仍存在网络较复杂参数量较大的问题。因此如何高效地提取情感特征仍然是具有挑战性的任务。近年来,
近年来,生成对抗网络(Generative Adversarial Networks,GAN)成为了人工智能领域一个重要的研究问题,它的对抗训练方式推动了各类计算机视觉任务的发展,有着广泛的应用场景。然而在现实场景中,获取有标签的数据往往与获取大量无标签数据不同,需要付出很高的标注成本。本文将着重研究在半监督条件下,利用大量无标签数据提高半监督生成对抗网络的性能。针对由于有标签数据不足,导致生成图
在世界能源格局深刻调整、环境资源约束不断加强的新时期,为应对气候变化带来的环境资源压力,我国提出碳达峰、碳中和的目标,加快能源结构调整的步伐,大力发展新能源技术,加速碳减排进程。在此背景下,分布式电源、储能、电动汽车充电桩(简称源储充)等新元素大量接入配电网,构建以新能源为主体的新型电力系统,改变了传统配电网的潮流特性,进而对配电网的经济运行带来新的挑战。基于此,本文开展了考虑源储充接入的配电网节
波达方向(Direction of Arrival,DOA)估计技术在水下目标定位等领域有着重要的应用和发展,随着海洋资源的不断开发,水下DOA估计发挥的作用也愈发重要。传统的DOA估计技术要求信号采样频率不低于奈奎斯特采样频率,这对采样后信号的传输和存储带来一定的负担和资源浪费。另一方面,海洋噪声中的色噪声具有信号相干性和与白噪声不同的功率谱分布,在实际测向估计中会产生较大误差。现有的压缩感知理
沥青路面作为公路工程中的重要形式,可以提升公路的稳固性与平整性,采用科学有效的现场试验检测技术,能够及时发现公路工程沥青路面中的问题和不足,并及时处理,从而提高公路质量。为此,文章着重论述了公路工程沥青路面现场试验检测技术应用的有关内容,以期促进行业稳定发展。