耐高温拉挤环氧树脂及其复合材料性能研究

2 结果与讨论

2.1 树脂体系的固化反应动力学

通过对树脂的固化反应动力学的研究可以了解树脂固化反应特性。差示扫描量热法（DSC）是研究热固性树脂固化过程最常用的一种方法，在DSC上以不同的升温速度测试环氧树脂体系的反应放热曲线，其DSC固化动力学参数如表1所示。

根据Kissing         根据Kissinger方程和Crane方程公式^[6]处理表1数据，得到体系的固化反应活化能E_a=75.55KJ/mol，反应级数n=0.931，略高于乙烯基酯树脂固化体系的活化能^[6]。由反应的活化能可以看出该体系具有高温快速固化的特征；而反应级数为0.931，这可能与反应后期 体系粘度增大，形成交联网络，从而减弱其各反应官能基团的活性有关。

表1  树脂的固化动力学参数

Table 1 cure kinetic parameters of the resin

    用T-β外推法^[6]求出了JEh-012环氧树脂发生凝胶化的温度为388.7K（115.5℃），固化温度403.55K（130.4℃），固化后处理温度为468.62K（195.5℃）。可以看出，树脂体系的凝胶化温度与固化温度相差较小，说明树脂反应活性高，固化反应放热集中，体系适合拉挤成型等快速成型工艺。

2.2 树脂浇注体及复合材料的力学性能

表2树脂浇注体的静态力学性能

Table 2 Properties of the resin

在25℃下，环氧树脂体系的粘度为0.48Pa.s，贮存期为6～8d，其浇注体性能如表2所示，可见浇注体性能与双酚A环氧树脂相近，韧性有所提高，尤其是冲击强度有较大改善[7]。

将配制好的树脂体系加入内脱模剂后，以T300碳纤维为增强材料，通过拉挤设备制备了碳纤维复合材料，拉挤速度为0.3m/min，在120℃～155℃的加工温度范围内拉挤工艺性良好，复合材料制品表面光滑。将部分复合材料在200℃下后固化处理1小时，复合材料后处理前后的力学性能见表3。

表3复合材料的力学性能

Table 3 Properties of the composites

从表3可以看出，直接拉挤成型的复合材料有较高的力学性能，经升温后固化处理后，材料性还有进一步提高。与拉挤用乙烯基酯树脂相比[4,8]，直接拉挤成型的复合材料弯曲性能差别不大，但层间剪切强度明显提高，乙烯基酯树脂与T300碳纤维拉挤复合材料的层剪强度只有40MPa左右，该环氧树脂体系复合材料的层剪强度达到80MPa以上，而且经后固化后力学性能还有提高的余地。

9 7 [2] 8 :

到1 2 3 4 页