复合材料学报

作者：曹东风, 陈新昌, 冀运东, 胡海晓, 刘江波, 李书欣,

关键词：端羟基聚二甲基硅氧烷(HTPDMS), 改性, 环氧树脂基复合材料, 层间性能, 耐热性能,

通过环氧树脂基体增韧改性同时提升环氧树脂基复合材料层间力学性能和耐热性能的研究具有重要工程应用价值。对端羟基聚二甲基硅氧烷与环氧树脂进行缩合反应制备改性树脂(ES)，采用真空导入方法制备玻璃纤维增强改性环氧树脂基复合材料(ES-GF)。通过双悬臂梁和短梁剪切等实验对复合材料的层间力学性能进行测量，通过热失重和动态机械热测试对复合材料的耐热性能进行评价，相应的玻璃纤维增强未改性环氧基复合材料(EP-GF)的层间力学性能和耐热性能也被测试用于对比分析。为了对复合材料层间力学性能强化和耐热性提升的物理机制进行解析，改性前后的环氧树脂的拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度、弯曲模量、拉伸断裂延伸率、摆锤冲击强度和微观结构特征等也被测量和表征。实验结果表明：相比EP-GF，ES-GF的I型临界应变能释放率(断裂韧性)提升了98.1%，层间剪切强度提升13.3%，层间力学性能的强化归因于Si—O键柔性链段、“韧性点”发挥“钉锚”及纤维/基体浸润性提高的综合作用，其层间破坏模式由纤维基体脱粘转变为基体内聚破坏。ES的最大热失重速率降低了33.1%，800℃最终残余增加了13.5倍。在玻璃化转变温度<i>T</i>_g之前ES-GF的储能模量比EP-GF提高1.3 GPa，在<i>T</i>_g之后ES-GF的储能模量比EP-GF提高0.8 GPa左右，硅氧烷改性环氧树脂的玻璃化转变温度略有提高。

来源：2023年第11期

《复合材料学报》期刊编辑部

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