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高性能纤维增强树脂基复合材料在航空航天以及国民经济的诸多领域发挥着十分重要的作用,高性能聚酰亚胺(PI)纤维是一种新型有机纤维,具有高强尚高模、高韧、耐辐照、耐高温、高绝缘以及良好的介电性能等特点,是综合性能最全面的高性能有机纤维,非常适合作为增强体使用。以PI纤维为增强体、环氧树脂为基体制备的PI/EP复合材料不仅具有结构减重的作用还兼具高绝缘特性,PI/EP复合材料的基础研究对推进新型复合材料的应用和发展具有重要意义。本文以湿法缠绕、结合热压罐成型技术制备PI/EP及芳纶/EP等复合材料,研究内容如下:1.环氧树脂基体的性能:(1)采用非等温DSC法研究了 DGEBA和TDE-85树脂与芳香胺DEDDM的固化工艺及固化动力学参数,利用纳米二氧化硅粒子对树脂进行改性,表征其高频(7-18GHz)介电性能,同时结合固化物断面SEM形貌,分析了二氧化硅含量变化对树脂力学性能的影响。研究显示,4wt.%添加量的二氧化硅改性TDE-85树脂的拉伸性能和冲击强度均最高,二氧化硅改性后的树脂介电损耗值小幅增加。(2)采用液体橡胶粒子(CTBN、HTBN)对DGEBA/D-400树脂进行增韧改性,讨论了橡胶基团类型和含量对其力学性能的影响,结果表明,CTBN能大幅提高树脂固化物的冲击强度。2.PI/EP(DEDDM)复合材料的制备及性能研究:首先,以湿法缠绕、热压罐固化工艺制备复合材料层合板。然后,分析了成型工艺性对预浸料性能及复合材料层合板性能的影响;测试了复合材料基本力学性能,并结合宏观和微观试样破坏形貌,分析其破坏模式;同时表征了复合材料的介电性能、绝缘性能及耐热性。结果表明,PI/EP复合材料力学性能优异,层间剪切强度可达70MPa,其纵向拉伸强度为1635MPa,纵向压缩强度为298MPa;PI/EP复合材料的纵向拉伸破坏模式为散丝爆炸破坏,纵向压缩破坏模式为45°折曲带破坏。3.以相同的成型工艺制备PI/EP(D-400)韧性复合材料层合板,对其基本力学性能、冲击性能及破坏形式进行分析。结果表明,PI/EP(D-400)韧性复合材料的基本力学性能均低于PI/EP(DEDDM)复合材料,但其抗冲击性能优异,特别的,CTBN增韧后复合材料层板的外部损伤以及超声C扫描下的内部损伤面积均较小,层板承受的冲击载荷峰值接近7KN。