碳纖維增強樹脂基復(fù)合材料低溫液氧相容性研究.pdf

1、低溫復(fù)合材料壓力容器由于其顯著的減重效果，在未來航天器的推進系統(tǒng)等其它重要領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。而聚合物及復(fù)合材料液氧相容性是復(fù)合材料液氧貯箱的核心問題，我國在此研究領(lǐng)域發(fā)展嚴(yán)重落后。本文就此開展了相關(guān)研究，希望能為聚合物基復(fù)合材料液氧貯箱的研究提供技術(shù)儲備和保障。
　　本文以液氧相容性機理及聚合物化學(xué)結(jié)構(gòu)出發(fā)點，經(jīng)過廣泛的篩選，確定環(huán)氧及氰酸酯作為基礎(chǔ)聚合物體系。為改善基體樹脂液氧相容性，采用二元共聚及納米SiO2改性方法；其

2、中雙酚A型環(huán)氧樹脂與氰酸酯共聚體系E51/CE具有比TDE85/CE體系更優(yōu)良的綜合性能，納米SiO2粒子的加入能夠進一步提高E51/CE樹脂體系的耐熱性能、殘?zhí)柯始澳蜔嵫趸阅堋?br>　　進行聚合物基體及復(fù)合材料液氧沖擊敏感性研究時發(fā)現(xiàn)了：雙酚A型環(huán)氧樹脂E51/CE共聚體系具有較TDE85/CE體系更低的液氧沖擊敏感性；摻雜2％或5%納米SiO2粒子能夠有效地降低E51/CE體系的液氧沖擊敏感性。溶膠-凝膠法納米SiO2改性過程中

3、引入的有機小分子使樹脂體系沖擊敏感性明顯增加，不適合使用。選用的E51/CE添加抗氧化劑體系為基體樹脂，高強中低模T700型碳纖維為增強體制備的復(fù)合材料試樣能夠滿足液氧相容性要求；但復(fù)合材料表面缺陷與分層容易引發(fā)“熱點”，導(dǎo)致液氧不相容現(xiàn)象發(fā)生。
　　聚合物基體及復(fù)合材料低溫及力學(xué)性能研究表明，添加納米SiO2粒子增加了樹脂基體強度及韌性，提高了基體抗擊高低溫?zé)嵴鹉芰?。?jīng)25次高低溫循環(huán)后T700/E51/CE復(fù)合材料層合板斷面在