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三维编织纤维增强双马来酰亚胺复合材料的力学性能研究

贾志刚

  在树脂传递模塑成型(RTM)工艺常用基体树脂的发展中,双马来酰亚胺(BMI)树脂的研究较为活跃。双马来酰亚胺树脂既具有环氧树脂的易加工性能,又具有聚酰亚胺树脂优异的高温力学性能,因此在航天、航空及航海等高科技领域得到了广泛应用,是纤维增强树脂基复合材料中较为常用的基体材料。三维编织技术在纤维增强复合材料的研究中起到了重要作用。它具有纤维分散均匀,不分层,整体性好的结构特点,具备优异的力学性能,并可综合设计纤维编织结构。本文采用RTM工艺制备了三维编织碳纤维增强双马来酰亚胺(C3D/BMI),三维编织芳纶纤维增强双马来酰亚胺(K3D/BMI),三维编织混杂纤维增强双马来酰亚胺(HF3D/BMI),并对其力学性能进行了研究。研究内容主要分为五个方面:(1)纤维增强方式对C3D/BMI及K3D/BMI力学性能的影响;(2)混杂比对HF3D/BMI力学性能的影响和混杂效应;(3)碳纤维、芳纶纤维的表面处理对复合材料力学性能的影响,XPS和SEM等微观分析手段分析处理前后纤维表面物理及化学状态的变化;(4)双马来酰亚胺基复合材料、环氧基复合材料和尼龙基复合材料的力学性能比较;(5)双马来酰亚胺基复合材料的吸湿行为研究,吸湿过程对复合材料力学性能的影响,吸湿介质、纤维增强方式和纤维种类对吸湿行为及复合材料力学性能的影响,体外溶解物实验初步考察材料的生物相容性。研究结果表明:三维编织纤维增强双马来酰亚胺复合材料的弯曲强度大大高于人体骨的强度,且弯曲模量与人体骨相接近,可最大程度地降低应力遮挡效应。三维编织纤维增强双马来酰亚胺吸湿后力学性能没有明显下降,溶解物实验表明材料没有明显的物质溶出。综上所述,在治疗骨折创伤中,三维编织纤维增强双马来酰亚胺复合材料是一种具有发展潜力的材料。……   
[关键词]:复合材料;双马来酰亚胺;三维编织;混杂
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:天津大学2005年