增韧改性对玻纤织物增强酚醛复合材料性能影响探究.pdfVIP

2015年第 11期 玻 璃 钢 ／复 合 材 料 71 增韧改性对玻纤织物增强酚醛复合材料性能影响研究 李亚锋 ，洪旭辉 (中航复合材料有限责任公司技术发展部，北京 101300) 摘要：选择 了3种不同分子量的聚乙烯醇缩丁醛作为增韧剂对酚醛树脂进行增韧改性，通过夹层结构滚筒剥离强度，材 料的60s垂直燃烧、烟密度、热释放速率等性能测试研究不同分子量和添加量的增韧剂对材料韧性和阻燃性能的影响。研究 发现高分子量增韧剂对材料滚筒剥离强度的改善效果最明显，5％的添加量即能达到 11％的低分子增韧剂的增韧效果；除增韧 剂的添加量外，增韧剂分子量也对材料的阻燃性能有明显影响。最后通过复合材料的力学性能测试，发现经低、中、高3种分 子量的增韧剂增韧的复合材料的层间剪切强度均得到了明显改善，分别提高了29％、81％和71％。 关键词 ：韧性 ；阻燃；酚醛树脂；复合材料 中图分类号 ：TB332 文献标识码 ：A 文章编号：1003-0999(2015)11-0071—04 1 引 言 法，增韧效果显著，工艺简单可控，较易于实现工业 聚合物基复合材料具有比强度高、比模量高、力 化生产。目前，尽管有关聚乙烯醇缩丁醛对酚醛树 学性能可设计性强以及耐腐蚀性好等一系列优点， 脂的增韧研究很多 ¨。。，但关于不同分子量的聚乙烯 是轻质高效结构设计最理想的材料，在航空、航天、 醇缩丁醛及其用量对于复合材料夹层结构剥离强度 交通、运动领域有着广泛的应用 1-8]。与传统的金 以及阻燃性能影响的研究则鲜见报道 属材料相比，树脂基复合材料存在阻燃性能差的先 本文主要通过研究不同分子量和用量的聚乙烯 天缺陷：易于着火，在燃烧时热释放速率大，火焰传 醇缩丁醛增韧剂对酚醛树脂复合材料夹层结构剥离 播快，不易熄灭进而引燃周 围易燃物，还会产生浓烟 性能、阻燃性能的影响，找出其中的作用规律。这对 和有毒有害气体，进而造成二次灾害，危及人们的生 韧性阻燃酚醛树脂复合材料的实际应用具有重要 命财产安全。因而在内装饰领域用于内饰件的复合 意义。 材料，除结构设计要求外，还对材料的阻燃、低烟、低 毒性能 (简称 FST)提出了要求，因此必须对树脂基 2 实验部分 体进行阻燃改性，提高复合材料的阻燃性能，适应复 2．1 原材料 合材料的防火安全性需求_9J。 酚醛树脂：热固性酚醛树脂 0364，济南圣泉化 目前常用的阻燃复合材料主要有环氧、酚醛、不 工有限公司； 饱和聚酯、聚氨酯等四大类。其中酚醛树脂复合材 增韧剂：聚乙烯醇缩丁醛，北京化学试剂公司。 料具有最佳的阻燃性、良好的自熄性、发烟量极低而 1#，低分子量 17000～25000；2撑，中等分子量40000— 且不易产生有害气体，这些特点是其他树脂基复合 70000；3#，高分子量90000～120000； 材料所不能比拟的_9’J。但传统酚醛树脂由于脆性 阻燃剂：自制，添加量4％； 大、自粘性差、工艺性差，已不能满足夹层结构的使 玻纤织物，EW290，北京玻璃钢研究设计院； 用要求。改变酚醛树脂的结构，特别是与其他高聚 Nomex蜂窝，NH一1—1．83—48，中航复合材料有限 物共混，在韧性、耐热性、阻燃性方面实现高性能化 ， 责任公司。 已成为酚醛树脂研究和应用的关注焦点 ¨J。 2．2 测试表征 酚醛树脂的增韧方法很多，大致可以分为外添 力学性能：Instron一1121万能材料试验机；60s垂 加增韧和分子结构增韧(增加柔性段)两种_】玎J