2 结果与讨论
2.1 树脂体系的固化反应动力学
通过对树脂的固化反应动力学的研究可以了解树脂固化反应特性。差示扫描量热法（DSC）是研究热固性树脂固化过程最常用的一种方法，在DSC上以不同的升温速度测试环氧树脂体系的反应放热曲线，其DSC固化动力学参数如表1所示。
根据Kissinger方程和Crane方程公式[6]处理表1数据，得到体系的固化反应活化能Ea=75.55KJ/mol，反应级数n=0.931，略高于乙烯基酯树脂固化体系的活化能[6]。由反应的活化能可以看出该体系具有高温快速固化的特征；而反应级数为0.931，这可能与反应后期
体系粘度增大，形成交联网络，从而减弱其各反应官能基团的活性有关。
表1
树脂的固化动力学参数
Table 1 cure kinetic parameters of the resin
|
升温速度β（K/min） |
起始温度Tonset
（K） |
峰顶温度
Tp（K） |
峰终温度
Tf（K） |
ln(β/Tp2) |
lnβ |
1/ Tp |
|
5 |
394.97 |
409.97 |
470.15 |
-10.423 |
1.609 |
2.44×10-3 |
|
10 |
404.60 |
421.88 |
486.89 |
-9.787 |
2.303 |
2.37×10-3 |
|
15 |
411.59 |
429.43 |
489.96 |
-9.417 |
2.708 |
2.33×10-3 |
|
20 |
417.14 |
434.73 |
489.96 |
-9.154 |
2.996 |
2.30×10-3 |
用T-β外推法[6]求出了JEh-012环氧树脂发生凝胶化的温度为388.7K（115.5℃），固化温度403.55K（130.4℃），固化后处理温度为468.62K（195.5℃）。可以看出，树脂体系的凝胶化温度与固化温度相差较小，说明树脂反应活性高，固化反应放热集中，体系适合拉挤成型等快速成型工艺。
2.2
树脂浇注体及复合材料的力学性能
表2树脂浇注体的静态力学性能
Table 2
Properties of the resin
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拉伸强度/Mpa
|
拉伸模量/Mpa
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断裂伸长率
/％
|
弯曲强度/Mpa
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弯曲弹性模量/Gpa
|
冲击强度 (KJ/m2)
|
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40.0
|
1575
|
3.0
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101
|
3.30
|
9.98
|
在25℃下，环氧树脂体系的粘度为0.48Pa.s，贮存期为6～8d，其浇注体性能如表2所示，可见浇注体性能与双酚A环氧树脂相近，韧性有所提高，尤其是冲击强度有较大改善[7]。
将配制好的树脂体系加入内脱模剂后，以T300碳纤维为增强材料，通过拉挤设备制备了碳纤维复合材料，拉挤速度为0.3m/min，在120℃～155℃的加工温度范围内拉挤工艺性良好，复合材料制品表面光滑。将部分复合材料在200℃下后固化处理1小时，复合材料后处理前后的力学性能见表3。
表3复合材料的力学性能
Table 3 Properties of the composites
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弯曲强度/MPa
|
弯曲模量/GPa
|
层剪强度/MPa
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直接拉挤成型
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1560
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104.2
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80.4
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200℃后固化处理
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1700
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120.1
|
83.6
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从表3可以看出，直接拉挤成型的复合材料有较高的力学性能，经升温后固化处理后，材料性还有进一步提高。与拉挤用乙烯基酯树脂相比[4,8]，直接拉挤成型的复合材料弯曲性能差别不大，但层间剪切强度明显提高，乙烯基酯树脂与T300碳纤维拉挤复合材料的层剪强度只有40MPa左右，该环氧树脂体系复合材料的层剪强度达到80MPa以上，而且经后固化后力学性能还有提高的余地。
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