采用差示掃描量熱法( DSC)分析了不同固化劑配方體系的乙烯基酯樹(shù)脂固化反應(yīng)特征,研究了固化放熱量、固化程度及其澆鑄體力學(xué)性能的關(guān)系,并對(duì)模壓和拉擠成型碳纖維復(fù)合材料的力學(xué)性能進(jìn)行評(píng)價(jià),結(jié)果表明聯(lián)用固化劑可使固化溫度范圍變窄,提高固化放熱量。放熱量能基本反映樹(shù)脂的固化程度,直接影響澆鑄體及復(fù)合材料的力學(xué)性能。
乙烯基酯樹(shù)脂是由環(huán)氧樹(shù)脂和含雙鍵的不飽和一元羧酸加成聚合的產(chǎn)物,其工藝性能和不飽和聚酯樹(shù)脂相似,化學(xué)結(jié)構(gòu)和環(huán)氧樹(shù)脂相近,兼具了環(huán)氧樹(shù)脂和不飽和聚酯樹(shù)脂的優(yōu)點(diǎn),具有優(yōu)良的力學(xué)性能、高耐熱性、耐腐蝕性以及快速固化等特點(diǎn),已廣泛應(yīng)用于玻璃鋼耐腐蝕制品及化工耐腐蝕工程。
由于乙烯基酯樹(shù)脂的特點(diǎn),可以用來(lái)制備高性能碳纖維/乙烯基酯樹(shù)脂復(fù)合材料,用于油井、海洋平臺(tái)等對(duì)材料要求較高的腐蝕性環(huán)境,拉擠成型的碳纖維連續(xù)抽油桿是其應(yīng)用之一。乙烯基酯樹(shù)脂的固化同不飽和聚酯樹(shù)脂一樣,是通過(guò)引發(fā)劑所產(chǎn)生的自由基打開(kāi)樹(shù)脂和交聯(lián)劑中的雙鍵,進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)而發(fā)生的,對(duì)不飽和聚酯樹(shù)脂和乙烯基酯樹(shù)脂的固化機(jī)理[1,2]研究多限于模壓或澆注成型工藝,而對(duì)拉擠成型的研究多集中于過(guò)程模擬[3-5]。碳纖維/乙烯基酯樹(shù)復(fù)合材料拉擠成型要求樹(shù)脂高溫快速固化[6-8],使固化體系與其它成型方法有所不同,單一的固化體系很難滿足拉擠成型要求,需要研究多組分復(fù)配固化劑對(duì)樹(shù)脂固化過(guò)程的影響。本文選用了Derakane411-350乙烯基酯樹(shù)脂和兩種適用于拉擠成型的中高溫過(guò)氧化物固化劑,研究不同樹(shù)脂配方體系的固化特征及澆鑄體力學(xué)性能,以?xún)?yōu)化配方為制備高性能纖維/乙烯基酯樹(shù)脂復(fù)合材料制品的連續(xù)拉擠成型工藝提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及理論指導(dǎo)。
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