采用微波輻照技術(shù)制備熱膨脹及玻璃化溫度漸變的梯度聚合物材料的研究.pdf

1、梯度功能材料(FGM)是一類在結(jié)構(gòu)和組成等因素上連續(xù)或準(zhǔn)連續(xù)變化,從而性能相應(yīng)于結(jié)構(gòu)和組成變化而漸變的非均質(zhì)復(fù)合材料,由于其優(yōu)異的性能、新穎的設(shè)計(jì)思想及重要的應(yīng)用背景受到先進(jìn)工業(yè)國(guó)家廣泛的關(guān)注和高度重視.在眾多FGM的研究中,FGM的構(gòu)造和功能設(shè)計(jì)以及新型FGM的開發(fā)是目前FGM發(fā)展的主流.該文將無機(jī)物/無機(jī)物FGM的設(shè)計(jì)思想和聚合物/聚合物FGM的研究方法相結(jié)合,設(shè)計(jì)了無機(jī)物/聚合物和聚合物/聚合物兩種體系的FGM、完成上述兩類FGM

2、的構(gòu)造和性能設(shè)計(jì).采用微波加工手段,確定了FGM設(shè)計(jì)中的所需的性能參數(shù)并制備出相應(yīng)的FGM.在無機(jī)物/聚合物FGM的研究中,以硅微粉(SiO<,2>)和環(huán)氧(EP)為組分,設(shè)計(jì)并制備了熱膨脹漸變的SiO<,2>/EP FGM;在聚合物/聚合物FGM的研究中,選取聚氨酯(PU)、環(huán)氧(EP)為主要成分,設(shè)計(jì)并制備了玻璃化溫度漸變的PU/EP FGM.上述體系的研究,不僅為無機(jī)物/高聚物以及高聚物/高聚物兩種組合方式的FGM的結(jié)構(gòu)和性能設(shè)計(jì)

3、提供了理論上依據(jù)和數(shù)學(xué)模型,而且建立一套設(shè)計(jì)、制備、表征無機(jī)物/聚合物、聚合物/聚合物兩種FGM的新方法.每種材料體系研究?jī)?nèi)容分為三部分.(1)探討在微波照射下SiO<,2>/EP復(fù)合材料和PU/EP/DDM共聚體系的固化過程,彈性模量(E)、強(qiáng)度、熱膨脹系數(shù)(α)、玻璃化溫度(T<,g>)等性質(zhì),確立了固化條件與性質(zhì)之間的關(guān)系;(2)按照梯度材料設(shè)計(jì)理念設(shè)計(jì)出SiO<,2>/EP和PU/EP FGM,分別用解析法和有限元計(jì)算機(jī)模擬,完