本发明涉及功能材料技术领域,具体涉及一种高模量阻尼复合材料的制备方法。
背景技术:
环氧树脂具有优秀的粘接性、耐磨性、电绝缘性、化学稳定性和耐高低温性等优点,大量应用于轻工业、机械工业、航天航空等领域。但纯环氧树脂固化后呈
三维网状结构,交联密度高,存在内应力大、质地硬脆、抗冲击性强度不高等缺点,在很大程度上限制了其在一些高技术领域的应用。
针对固化成型的环氧树脂材料脆性较大,抗冲击强度不高,一般的改性方法是将聚氨酯、丙烯酸酯等玻璃化温度低的柔性组分与环氧树脂共混、共聚或形成互穿聚合物网络,来增加环氧树脂基复合材料在室温或低温的阻尼性能。但由于聚氨酯、丙烯酸酯等柔性组分与环氧树脂相容性较差,所制备的复合材料往往出现2个力学损耗峰,组分间易发生相分离,从而影响了材料的使用性能;同时阻尼温域窄,导致实际应用范围偏小。
技术实现要素:
本发明旨在提出一种高模量阻尼复合材料的制备方法。
本发明的技术方案在于:
高模量阻尼复合材料的制备方法,包括如下步骤:
将碳纤维粉溶于丙酮溶液中搅拌1~2h,使分散均匀,然后加入固化剂,待固化剂溶解完全后,加入五嵌段聚合物搅拌分散均匀,再加入环氧树脂4,5-环氧环己烷-1,2-二甲酸二缩水甘油酯,搅拌分散均匀后,滴加消泡剂,搅匀;然后在真空干燥箱反复抽气,抽出溶剂丙酮,待混合液变粘稠,浇注到涂有脱模剂的模具中,致液面呈凸液面,再真空抽气除去气泡,再梯度升温;冷却,擦除表面的脱模剂,制成高模量阻尼复合材料。
所述的固化剂为间苯二胺。
所述的丙酮溶液中含有表面活性剂。
所述的表面活性剂为KH550。
所述的梯度升温的速度为40℃,4 h;50℃,4 h;80℃,4 h;100℃,3 h;120℃,3 h;150℃,2 h。
所述的五嵌段聚合物为PGMA-PBMA-PDMS-PBMA-PGMA。
所述的室温放置的温度为20~25℃,时间为6~8h。
本发明的技术效果在于:
通过本发明提供的方法制成的高模量阻尼复合材料,多嵌段聚合物、环氧树脂与碳纤维补强剂之间的宏观相容性较好,材料表现良好的阻尼性能,拉伸强度先降低后升高。环氧树脂和碳纤维复合材料拉伸强度随着碳纤维含量的增加,拉伸强度逐渐升高,且具有良好的的热学性能,分解温度达到250℃。
具体实施方式
高模量阻尼复合材料的制备方法,包括如下步骤:
实施例1
将碳纤维粉溶于丙酮溶液中搅拌1~2h,使分散均匀,然后加入固化剂,待固化剂溶解完全后,加入五嵌段聚合物搅拌分散均匀,再加入环氧树脂4,5-环氧环己烷-1,2-二甲酸二缩水甘油酯,搅拌分散均匀后,滴加消泡剂,搅匀;然后在真空干燥箱反复抽气,抽出溶剂丙酮,待混合液变粘稠,浇注到涂有脱模剂的模具中,致液面呈凸液面,再真空抽气除去气泡,再梯度升温;冷却,擦除表面的脱模剂,制成高模量阻尼复合材料。
实施例2
将碳纤维粉溶于丙酮溶液中搅拌1h,使分散均匀,然后加入固化剂,待固化剂溶解完全后,加入五嵌段聚合物搅拌分散均匀,再加入环氧树脂4,5-环氧环己烷-1,2-二甲酸二缩水甘油酯,搅拌分散均匀后,滴加消泡剂,搅匀;然后在真空干燥箱反复抽气,抽出溶剂丙酮,待混合液变粘稠,浇注到涂有脱模剂的模具中,致液面呈凸液面,再真空抽气除去气泡,再梯度升温;冷却,擦除表面的脱模剂,制成高模量阻尼复合材料。
其中,所述的固化剂为间苯二胺。所述的丙酮溶液中含有表面活性剂。所述的表面活性剂为KH550。所述的梯度升温的速度为40℃,4 h;50℃,4 h;80℃,4 h;100℃,3 h;120℃,3 h;150℃,2 h。所述的五嵌段聚合物为PGMA-PBMA-PDMS-PBMA-PGMA。所述的室温放置的温度为20℃,时间为6h。
实施例3
将碳纤维粉溶于丙酮溶液中搅拌2h,使分散均匀,然后加入固化剂,待固化剂溶解完全后,加入五嵌段聚合物搅拌分散均匀,再加入环氧树脂4,5-环氧环己烷-1,2-二甲酸二缩水甘油酯,搅拌分散均匀后,滴加消泡剂,搅匀;然后在真空干燥箱反复抽气,抽出溶剂丙酮,待混合液变粘稠,浇注到涂有脱模剂的模具中,致液面呈凸液面,再真空抽气除去气泡,再梯度升温;冷却,擦除表面的脱模剂,制成高模量阻尼复合材料。
其中,所述的固化剂为间苯二胺。所述的丙酮溶液中含有表面活性剂。所述的表面活性剂为KH550。所述的梯度升温的速度为40℃,4 h;50℃,4 h;80℃,4 h;100℃,3 h;120℃,3 h;150℃,2 h。所述的五嵌段聚合物为PGMA-PBMA-PDMS-PBMA-PGMA。所述的室温放置的温度为25℃,时间为8h。