碳纤维增强环氧树脂耐低温性能研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

碳纤维/环氧树脂复合材料是一类以环氧树脂为基体，以碳纤维为增强体材料的先进复合材料。它除了具有先进复合材料的主体性能——高的比强度和比模量之外，还具有疲劳强度高、热膨胀系数小、耐腐蚀、结构尺寸稳定、材料性能可设计等一系列优异的性能。广泛应用于国防、军工、航空航天、建筑、交通运输与能源等多个领域。近年来, 由于大低温工程、超导应用和航天工业的发展对高强轻质纤维增强环氧复合材料的需求越来越多 ,碳纤维增强环氧树脂受到越来越多的关注, 因此对纤维增强环氧树脂的低温性能研究也逐渐受到瞩目。

从20世纪70年代，世界发达国家对超低温复合材料就开展了研究，reed等人发现采用中模高强碳纤维作为超低温复合材料的增强材料，与室温时相比强度和模量变化很小，是理想的超低温增强材料。作为超低温首选基体环氧树脂受到超低温领域科技工作者的青睐，fumio sawa等人系统研究了低温下所用环氧树脂分子设计。r.p.reed和r.p.walsh对环氧树脂在295k、76k和4k三种温度下的力学性能进行了系统研究，结果表明，低温极限拉伸强度高于室温，并且在三种温度下，具有高模量的树脂体系倾向于具有低拉伸强度。国内对低温环境下树脂基复合材料的研究还处于起步阶段，迫切需求在超低温复合材料方面有所突破。

本课题采用浇铸成型工艺，分别使用酸酐(methpa)和改性胺(hddm)固化剂，完成环氧树脂浇铸体板材的制备；采用真空辅助成型工艺，分别使用酸酐和改性胺固化剂，完成碳纤维增强环氧树脂复合材料的制备，重点研究酸酐、改性胺固化碳纤维增强环氧树脂复合材料在室温及低温条件下的物理机械性能变化。

2. 研究的基本内容与方案

2.1研究内容

• 环氧树脂浇铸体的制备

采用浇铸成型工艺，分别使用甲基四氢苯酐（methpa）和氢化4,4’-二氨基二苯甲烷（hddm）固化剂，制备环氧树脂板材。

3. 研究计划与安排

第1-3周：查阅相关文献，确定方案，完成开题报告；第4-7周：完成复合材料制备；第8-10周：完成复合材料低温性能测试；

第11-13周：完成数据分析与配方优选；

第13-14周：总结实验数据，完成并修改毕业论文；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 王嵘,郝春功,陈振坤. 碳纤维增强环氧树脂室温低温力学性能的研究[a]. 第十七届玻璃钢/复合材料学术年会论文集[c].2008

[2] 王嵘,郝春功,陈振坤,杨果,夏雨,王继辉,付绍云.混合型固化剂对环氧树脂室温和低温力学性能的影响[j]. 复合材料学报. 2008,25(04):7-12

[3] 王淑娟. 碳纤维/环氧树脂复合材料的制备及性能研究[d].吉林:吉林大学, 2013