板料弯曲回弹影响因素的有限元模拟研究

　　环氧树脂交联网络的最大弱点是固化后质脆、耐冲击和耐应力开裂的能力较差,因此环氧树脂的增韧改性一直是高分子材料科学研究的重要内容,对有关的增韧机理研究也日趋丰富.自九十年代以来,利用热致性液晶增韧环氧树脂已经引起人们的关注,特别是利用热致性液晶聚合物(TLCP)增韧环氧树脂,既显著地提高了环氧树脂的韧性,又同时改善了环氧树脂的强度和耐热性,被认为是今后用于环氧树脂增强增韧最有希望的方法之一.

　　由于环氧树脂固化后是交联的聚合物,交联网络结构的改变必然通过力学性能的改变反映出,所以通过力学性能的研究可以使我们发现液晶加入后交联网络的变化规律,从而为揭示增韧机理建立实验基础[1-2].

　　本文通过静态力学、动态力学实验方法,对自行合成的不同种类的液晶聚合物/环氧树脂共混物的宏观力学性能、动态力学性能进行研究,主要研究了温度对共混物的拉伸强度、应力应变曲线、应力松弛行为的影响,并通过TEM观察了共混物的相结构,得到了具有一定意义的结果.

　　1　实验

　　1·1　原材料

　　双酚A型环氧树脂DGEBA(CYD-128),环氧值为0·52,岳阳化工厂; 4, 4‘-二氨基二苯砜(DDS),CP,上海化学试剂三厂;热致性液晶共聚酯(PHBHT),自行合成[3],浅黄色固体,液晶相温度为230℃-280℃.反应型热致性液晶聚合物(LCPU),自行合成[4],浅黄色固体,液晶相温度为180℃-260℃.热致性液晶化合物(LCEU),自行合成[5],白色固体,液晶相温度为160℃-220℃,液晶嵌段共聚物(BCPE),自行合成[6],黄色固体,液晶相温度为220℃-280℃.

　　1·2　固化试样的制备

　　将环氧树脂、DDS、液晶性聚合物按一定比例称量好,将液晶聚合物加入环氧树脂中,加热至220℃使液晶聚合物完全熔化在环氧树脂中,迅速冷却至室温,再加入DDS,加热至130℃,待DDS全部熔化后倒入已加热的模具中,将模具放入真空干燥箱中抽气20分钟,再将模具放入恒温烘箱中按120℃/2 h———160℃/2 h———180℃/2 h的固化程序固化.

　　1·3　变温下的应力-位移曲线的测定

　　采用长春试验机研究所生产的CSS44020电子拉伸试验机,拉伸试样尺寸80 mm×10 mm×2mm,拉伸速度2 mm/min.

　　1·4　动态力学性能研究

　　采用美国TA InstrumentDMA2980型动态热机械分析仪,样品尺寸: 3·5 cm×1 cm×0·4 cm,频率110 Hz,升温速率: 3℃/min,温度范围: -

　　140-250℃.

　　1·5　TEM观察

　　采用日立H-600透射电镜观察并拍照.

　　2　结果与讨论

　　2·1　液晶聚合物种类对不同温度下共混物的应力~位移曲线的影响

　　图1是不同种类的液晶在加入量都是10%的条件下,所测定的不同温度下共混物的应力~位移曲线.