材料的七七八八

前言在眾多複合材料（金屬基複合材料、陶瓷基複合材料和碳基複合材料）中，碳纖維增強聚合物複合材料（Carbon Fiber Reinforced Polymer Composite，簡稱CFRP）以其較高比強度、比剛度、抗疲勞、尺寸穩定性和耐腐蝕好等優異性能，在航空航天、國防軍工、建築材料、汽車工業以及體育運動休閑器材等領域均得到了廣泛的應用[1]。在航空航天領域，國外先進複合材料在飛機結構上的應用範圍已發展到機翼、機身等主承力結構[2]。為滿足飛機的損傷容限設計要求，其複合材料的主承力結構都採用了以高性能碳纖維為增強體、以高溫固化高韌性環氧樹脂為基體的複合材料。近年來，隨著國內碳纖維生產規模的擴大、成本的降低以及生產技術的發展，碳纖維增強聚合物複合材料從最初在國防軍工領域僅限于軍機上的使用上升到現在軍民機兩用的高度，同時在能源發電、體育器材、交通運輸以及生物醫用工具領域都大量使用。碳纖維增強環氧樹脂基複合材料是以碳纖維為增強體，環氧樹脂為基體。由於碳纖維是是脆性材料[3]，所以可以通過與環氧樹脂複合來提高複合材料的韌性，而碳纖維優良的力學性能又能賦予複合材料良好的強度和剛度。在製備碳纖維增強環氧樹脂複合材料的過程中，是先將碳纖維和環氧樹脂基體通過預浸工藝製成預浸料，然後再通過模壓成型工藝將預浸料製成複合要求的複合材料製品。1碳纖維增強環氧樹脂預浸料1.1環氧樹脂基體目前用於高檔複合材料的樹脂以環氧樹脂為主。為了進一步提高複合材料的耐熱性、強度和剛度(即模量)，國內外科學工作者研製了許多性能比通用的雙酚A型環氧樹脂尤良的新型環氧樹脂，國內工業化的品種也不少。下面介紹的TDE-85環氧樹脂就是我國近年來研製成功並首先投入工業化生產的性能較好的一種新型環氧樹脂。TDE-85環氧樹脂，學名：4,5-環氧環已烷-1,2-二甲酸二縮水甘油酯(4,5-epoxycyclohexane-1,2-dicarboxylateDiglycidyl)。它是一種三官能度環氧樹脂，是目前國內外開發的環氧樹脂中唯一分子既含有活潑的縮水甘油酯基，又有脂環環氧基的樹脂。具有縮水甘油酯和酯環環氧雙重特性。TDE-85環氧樹脂可製成耐高溫粘合劑，灌注料，塗料和性能優良的複合材料。尤其是製成纖維複合材料，其性能就更加突出.它不僅在常溫下有優良的力學性能，而且在100℃的高溫下許多力學性能指標也基本不變，因此，它是一種很有實用價值的複合材料基體樹脂。但是環氧樹脂同時也存在著固化後交聯密度高、質脆，耐疲勞性和耐溫等級不夠高等缺點，制約了環氧樹脂不能很好的用於結構材料等類型的複合材料，因此改性環氧樹脂的韌性及耐熱性一直是國內外研究的重要課題之一。近年來國內外也做了不少針對TDE-85環氧樹脂的增韌及提高耐熱性能的改性研究。
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