【技术实现步骤摘要】
碳纤维增强不饱和树脂的板材成型及应力测定方法
本专利技术属于聚合物基纳米和碳纤维
,具体涉及一种具有加热与应力感知功能的碳纤维增强不饱和树脂的板材成型及应力测定方法。
技术介绍
碳纤维是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。碳纤维具有许多优良性能,碳纤维的轴向强度和模量高,密度低、比性能高,无蠕变,非氧化环境下耐超高温,耐疲劳性好,比热及导电性介于非金属和金属之间,热膨胀系数小且具有各向异性,耐腐蚀性好,X射线透过性好。良好的导电导热性能、电磁屏蔽性好等。不饱和树脂不饱和树脂是指由二元酸和二元醇经缩聚反应而生成的含有不饱和双键的高分子化合物。有一定的耐热性,具有较高的拉伸、弯曲、压缩等强度,耐水、稀酸、稀碱的性能较好,耐有机溶剂的性能差,导电性能良好。碳纤维增强不饱和树脂复合材料板材具有密度小、强度高等优点,可设计性强,是广泛应用于国民经济和国防建设中的一种重要复合材料板材。但该复合材料板导电性一般,不能通电加热,在寒冷气候中使用受到一定限制。板受到的荷载不能自感知,特殊条件下安全性存在隐患。石墨烯作为一种纳米碳材料,在常温下石墨烯的电子迁移率超过15000cm2/(V·S),而电阻率只约10-6Ω·cm,为目前电阻率最小的材料;石墨烯具有优异的热导性能,其导热系数可高达5300W/m·K,远高于碳纳米管和金刚石。石墨烯既具有高强度、高弹模和强韧性等力学性能,又具有优异的导热、导电、电磁等功能性能而赋予不饱和树脂基碳纤维增强复合材料功能/智能性能。随着石墨烯价格的大幅度下降,将石墨烯应用于复合材料领域无疑具有重大应用前景。专利技术 ...
【技术保护点】
1.碳纤维增强不饱和树脂的板材成型及应力测定方法,其特征在于:包括以下步骤:(1)、将石墨烯经过机硅烷修饰后形成石墨烯粉末;(2)、称量一定重量的石墨烯粉末分批加入到丙酮溶液中,然后将其置于超声仪中对混合溶液超声处理,制备成分散均匀的悬浮液;(3)、称量一定重量的不饱和树脂加热至软化温度以上,使不饱和树脂处于熔融流动状态,然后依次混入UV树脂,过氧化苯甲酸叔丁酯,对苯醌和MgO后搅拌混合,形成不饱和树脂混合液;(4)、将熔融的不饱和树脂混合液熔体加入步骤(2)制备的悬浮液中,使用搅拌机慢速搅拌后再快速搅拌至混合均匀,形成石墨烯不饱和树脂复合液;(5)、将碳纤维放入石墨烯不饱和树脂复合液中充分浸润形成浆料;(6)、取出板材制作模具,板材制作模具为顶部敞口的矩形槽,板材制作模具的内侧壁的在矩形槽的对角位置分别设置有圆柱槽,圆柱槽侧部与矩形槽连通,将正电极和负电极分别插设到对角的两个圆柱槽内,正电极和负电极上端的接线端子凸出模具表面;(7)将步骤(5)中的浆料倒入板材制作模具内,采用振动法排出气泡,直到达到设计厚度;(8)、浆料在板材制作模具内依次经过凝胶、固化和熟化三个阶段后形成板材,正电 ...
【技术特征摘要】
1.碳纤维增强不饱和树脂的板材成型及应力测定方法,其特征在于:包括以下步骤:(1)、将石墨烯经过机硅烷修饰后形成石墨烯粉末;(2)、称量一定重量的石墨烯粉末分批加入到丙酮溶液中,然后将其置于超声仪中对混合溶液超声处理,制备成分散均匀的悬浮液;(3)、称量一定重量的不饱和树脂加热至软化温度以上,使不饱和树脂处于熔融流动状态,然后依次混入UV树脂,过氧化苯甲酸叔丁酯,对苯醌和MgO后搅拌混合,形成不饱和树脂混合液;(4)、将熔融的不饱和树脂混合液熔体加入步骤(2)制备的悬浮液中,使用搅拌机慢速搅拌后再快速搅拌至混合均匀,形成石墨烯不饱和树脂复合液;(5)、将碳纤维放入石墨烯不饱和树脂复合液中充分浸润形成浆料;(6)、取出板材制作模具,板材制作模具为顶部敞口的矩形槽,板材制作模具的内侧壁的在矩形槽的对角位置分别设置有圆柱槽,圆柱槽侧部与矩形槽连通,将正电极和负电极分别插设到对角的两个圆柱槽内,正电极和负电极上端的接线端子凸出模具表面;(7)将步骤(5)中的浆料倒入板材制作模具内,采用振动法排出气泡,直到达到设计厚度;(8)、浆料在板材制作模具内依次经过凝胶、固化和熟化三个阶段后形成板材,正电极和负电极粘附到板材上并与板材一体脱模;(9)、将板材放置一定时间后,按照一定的支撑方法,采用中心加载法对板材进行加载压力,正电极和负电极连接数字电阻仪,数字电阻仪测量出加载力与电阻率变化曲线,完成该板材压力传感标定测量;(10)、对板材打包。2.根据权利要求1所述的碳纤维增强不饱和树脂的板材成型及应力测定方法,其特征在于:步骤(2)中的石墨烯粉末的重量为步骤(4)中熔融的不饱和树脂混合液重量的0.3%。3.根据权利要求1所述的碳纤维增强不饱和树脂的板材成型及应力测定方法,其特征在于:步骤(1)中采用先掺法加入石墨烯,石墨烯采用多层石墨烯,多层石墨烯原料的规格为直径<2μm、厚度为1-5nm、比表面积为500m2/g、密度2-2.25g/ml、导热系数>3000w/m·K、导电性>107S/m。4.根据权利要求2所述的碳纤维增强不饱和树脂的板材成型及应力测定方法,其特征在于:熔融的不饱和树脂混合液的软化点在70°C及以下。5.根据权利要求1所述的碳纤维增强不饱和树脂的板材成型及应力测定方法,其特征在于:步骤(4)中的石墨烯不饱和树脂复合液也可以用还原法制备;还原法制备石墨烯不饱和树脂复合液过程为:采用改进Hummers法制备氧化石墨烯;将3g石墨粉和1g硝酸钠加入装有69mL浓硫酸的三口烧瓶中,冰水浴中搅拌下缓慢加入12g高锰酸...
【专利技术属性】
技术研发人员:王昂,李聚轩,路素青,李荫,张小娜,
申请(专利权)人:黄河科技学院,
类型:发明
国别省市:河南,41
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