碳纤维增强Vitrimer环氧树脂复合材料层间修复与热塑成型行为
Interlaminar repairing and thermoforming properties of carbon fiber reinforced Vitrimer epoxy resin composites
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文摘
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研究了新型碳纤维增强Vitrimer环氧树脂复合材料(V-CFRP)的层间修复性能和热塑成型工艺,并分析了热压修复与热塑成型机理。结果表明:新型Vitrimer环氧树脂的玻璃化转变温度(T_g)为92.8 ℃,其高于T_g温度下表现出显著的应力松弛行为,应力松弛时间与温度呈现线性关系;采用三点弯曲实验研究了V-CFRP复合材料的热压修复行为与热塑成型能力,热压修复研究发现在180~220 ℃,5MPa条件下热压1.5~2.0h可实现复合材料层间破坏近乎100%的修复;热压成型研究表明,V-CFRP复合材料在180~220℃预加热5~30min,其弯曲模量和弯曲强度下降超过80%,弯曲模量的大幅下降意味着V-CFRP适于热压再成型;并采用模塑热压方法,在200℃,5MPa和2h热压条件下,实现了V-CFRP板材热塑成型制备具有三维特征的结构件,证明了V-CFRP复合材料的热压模塑成型能力。 |
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其他语种文摘
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The interlaminar repairing behavior and thermoforming capacity of new carbon fiber reinforced Vitrimer epoxy resin(V-CFRP)composite and corresponding mechanisms were studied. The results reveal that the glass transition temperature (T_g)of the new Vitrimer epoxy resin is 92.8℃,and it exhibits significant stress relaxation behavior at temperatures higher than T_g.The stress relaxation time exhibits a linear relationship with temperature;The hot-press repair behavior and thermoplastic molding ability of V-CFRP composites were studied using a three-point bending experiment.The hot-press repair study shows that hot pressing at 180-220 ℃ for 1.5-2.0hand 5MPa can achieve nearly 100%repair of interlaminar damage in the composite;The bending modulus and bending strength of V-CFRP composites is decreased by more than 80%after pre-heating at 180- 220℃for 5-30min.The significant decrease of bending modulus means that V-CFRP composite is suitable for thermoforming process.Moreover,a V-CFRP part with three-dimensional structure is successfully prepared by thermoforming process under the conditions of 200℃,5MPa and 2h,which confirms the thermoforming capacity of V-CFRP composites. |
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来源
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材料工程
,2023,51(6):159-167 【核心库】
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DOI
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10.11868/j.issn.1001-4381.2022.000534
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关键词
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Vitrimer
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碳纤维增强复合材料
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层间修复
;
热塑成型
;
酯键交换反应
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地址
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郑州大学, 材料成型与模具技术教育部重点实验室;;橡塑模具国家工程研究中心, 郑州, 450002
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语种
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中文 |
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文献类型
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研究性论文 |
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ISSN
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1001-4381 |
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学科
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一般工业技术 |
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基金
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国家重点研发计划
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国家自然科学基金项目
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文献收藏号
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CSCD:7505515
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参考文献 共
27
共2页
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