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低介电复合材料是由低介电的树脂和增强纤维复合而成的,在透波领域有重要应用。轻质低介电复合材料则是飞行器上的结构功能一体化复合材料的首选。以甲基纳迪克酸酐固化的环氧具有较低的介电常数,同时聚酸亚胺纤维(PIF)也具有优异的低介电性能;二者复合后可作为轻质低介电复合材料。本文把PIF与DGEBA/MNA复合制备了复合材料,并对树脂进行了进一步改性,改善了复合材料的力学性能和介电性能。论文主要研究内容如下:(1)用湿法(溶剂法)缠绕工艺制备了预浸料,进而把预浸料铺层后用模压成型工艺制备了复合材料层板。优化了缠绕工艺,最终确定树脂与溶剂丙酮质量比为1:1,卷轴速度30ppm,丝杠速度25mm/min;以此工艺制得预浸料含胶量为57%,单层厚为0.22mm。通过DSC和旋转流变仪优化了模压工艺。固化工艺分为四段:分别在100℃、120℃、135℃、180℃固化2h;加压工艺为:升温前预加压至1MPa,温度升至90℃后加压到3MPa,固化和冷却过程中保持3MPa直至室温。(2)研究了 PIF体积分数对复合材料力学性能的影响。当PI纤维体积分数为60%时,复合材料具有较优的力学性能,单向板的层间剪切强度为39MPa、拉伸强度为1.44GPa、拉伸模量为67GPa、压缩强度为239MPa、压缩模量为60GPa、弯曲强度为661MPa。(3)针对DGEBA/MNA体系,分别用PIF和K29芳纶在相同工艺条件下制备了复合材料并比较了复材的性能。发现PIF增强复合材料的性能(力学性能、介电性能、耐热性能)均优于芳纶增强复合材料。(4)研究了四官能度环氧(EC4)添加对环氧固化物和PIF环氧复合材料性能的影响。添加3%wt的EC4后,环氧固化物的拉伸强度提升了 7%至92MPa,同时低介电性能也有改善。以此改性树脂为基础制备的PIF复合材料的层间剪切性能明显改善,较未改性体系提升了 12.8%至44MPa,而且低介电性能也有提升。(5)用EC4和含氟环氧(FDE)一起对DGEBA/MNA环氧体系和PIF增强的DGEBA/MNA复材进行了改性。添加3%wt的EC4和10%wt FDE后,环氧固化物力学性能基本保持不变,介电常数从3.91下降至3.72。以此体系为基础制备的PIF复合材料,其层间剪切性能明显改善,较未改性体系提升34%到53MPa,且介电常数从3.49下降3.22。(6)上浆剂处理能有效改善纤维界面性能。当上浆量为1%左右时,界面剪切强度可以从30.2MPa提升至50.2MPa。