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【环氧板】材料的致密化。

                                 【环氧板】材料的致密化。

浸溃效率的高低会影响先驱体对浸渍纤维预制体是PIP法中的重要工艺环节:科性能,同时,浸渍效率也直接影响材料制彳备周期孔隙的填充程度,最终影响杨料致密度和1压浸渍。常压浸渍是指在常压(1atm)环先驱体的浸渍方法包包括常压浸渍、真空浸渍驱体浸渍效率,常采取真空浸渍方法进行境下采用先驱体对纤维预制体进行浸渍。为提高先纤维预制件的孔隙中去,浸渍,通过抽真空排除掉纤维预制体中的空气,有利于先驱体填充从而提高浸溃效率。在真空浸渍基础上,通过加热加压浸渍可以进一步 提高压没资是利用加热时先驱体流动性增强,加压促使先驱体进人常压下无法进人的微孔,从而显著提高浸渍效率的方法。


为保证先驱体对纤维预制体浸溃的高效率,一般设计和合成的先驱体相对分子质量不能太大,以保证先驱体有较好的流动性,然而相对分子质量不高的先驱体,其高温裂解的陶瓷产率一般也不高。为了解决浸渍效率和陶瓷产率的矛盾,一一般在先驱体支链上引人活性基团,在先驱体浸渍到纤维预制体内后,通过热交联反应,使原来相对分子质量不大的先驱体交联呈高度网络结构的大分子,实现高陶瓷产率。先驱体的交联反应一般采用自由基引发热交联加聚反应,交联反应要力争彻底。


浸人纤维预体的先驱体在真空或惰性气氛中高温裂解,完成有机高分子向无机陶瓷的转变过程是PIP法中最重要的环节。在高温裂解过程中,先驱体发生了极为复杂的化学和物理马应,其中包括分子键断裂,自由据碎片生成、小分子挥发物的逸出陶瓷基体的形成以及绪构主化,常货化开的的体科收物等。如果聚解据度过高,预制体中的纤维在高温下也可能会发生性能有重要影响。必须对先驱体高温在,用家的明面成店和内部的法特变化。因此,先采体高温裂解过程对环氧板材科的结构写护气氛的纯度和压力等进行严格控制。裂解过程的工艺条件,如升温速率、裂解温度与时间,由于先驱体在裂解过程中有大量小分子挥发。


过程不能实现环氧板材料的致密化,多次反复的浸渍/裂解才能逐步实现环氧板材料的致密化。


采用PIP法制备陶瓷基环氧化树脂板材料的致密化过程取决于先驱体的陶瓷转化率、先驱体浸渍液的浓度以及先驱体溶液与纤维的润湿性等。先驱体的陶瓷转化率越高,环氧板材料的致密化过程越快,制备周期越短。提高先驱体陶瓷转化率,除采用合成转化率高(80%以上)的新型先驱体之外,还可以通过两种陶瓷转化率低的先驱体混合交联的方法。例如在1000。C裂解时,聚甲基乙烯基硅氧烷(Polymethylvinylsiloxane, PMVS)的主链断裂,其陶瓷转化率为44%,而全氢聚硅氮烷(Perhydropoly Silazane, PHPS)的陶瓷转化率为58%左右。当两者以1:2质量比混合后,混合物的陶瓷转化率可提高至81%。先驱体裂解时有大量的气体逸出会导致气孔的产生,而且先驱体在裂解过程中伴有质量损失和密度增大两个变化,必将导致体积收缩。为此,研究人员提出在先驱体中加人活性填料(Active Filler)来弥补PIP法的不足,其主要作用如下:①活性填料可能与先驱体裂解产生的挥发组分或保护气氛(如N2)反应以提高体系在裂解后的产率;②活性填料反应前、后产生的体积膨胀,可以填充材料的孔隙、增加材料的致密度;③活性填料可以抑制先驱体裂解的收缩,使环氧板材料在裂解前、后不发生体积变化,实现材料的净尺寸成型。先驱体浸渍液的黏度及其与纤维的润湿性决定了先驱有机聚合物的浸溃效率。先驱体浸渍液的黏度范围在0.01~10 Pa.s之间为宜,最好在0.002~2Pa.s之间。可采用含硼化合物(如硼酸、硅硼烷进行纤维表面改性以改善先驱体浸渍液与纤维之间的润湿性。

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