PBO纖維增強樹脂基復(fù)合材料的制備及性能研究的開題報告

PBO纖維增強樹脂基復(fù)合材料的制備及性能研究的開題報告一、研究背景和意義纖維增強樹脂基復(fù)合材料(FiberReinforcedPolymerComposites,FRPComposites)具有高強度、高剛度、耐疲勞、耐腐蝕、輕量化等優(yōu)異性能，因而在航空航天、汽車、建筑、民用、軍事等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。纖維增強樹脂基復(fù)合材料的研制是一種重要的新材料開發(fā)方向。PBO(Poly(p-phenylenebenzobisoxazole))纖維是最具有強度和模量的材料之一，也是目前市場上最先進的高強度、高模量技術(shù)纖維。PBO纖維具有高強度、高模量、阻燃、耐熱性好、耐腐蝕、抗紫外線、耐疲勞等卓越性能，已被廣泛應(yīng)用于高溫、高強度和防護等領(lǐng)域。PBO纖維與樹脂基體復(fù)合材料中，能夠發(fā)揮纖維增強和增加復(fù)合材料的強度、模量、熱穩(wěn)定性等優(yōu)異性能。本文旨在研制PBO纖維增強樹脂基復(fù)合材料，研究其制備工藝，評估其力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性能，以期為廣大使用者提供一種新型高性能材料。二、研究內(nèi)容和方法本文將采用熱固性樹脂為基體，PBO纖維為增強體，采用手層疊工藝制備PBO纖維增強樹脂基復(fù)合材料，研究不同PBO纖維含量下的復(fù)合材料的制備工藝優(yōu)化和力學(xué)性能表現(xiàn)，探討纖維含量和力學(xué)性能之間的關(guān)系。同時，利用熱重分析、差熱分析和紅外光譜等手段對復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性能進行評估，研究不同溫度下的熱性能表現(xiàn)和熱分解動力學(xué)機理。三、預(yù)期研究結(jié)果本研究將研究PBO纖維增強樹脂基復(fù)合材料的制備工藝及其力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性能，預(yù)計得到以下幾方面的研究結(jié)果：1.研究不同PBO纖維含量下的復(fù)合材料的制備工藝優(yōu)化，確定最佳纖維含量和制備工藝。2.評估PBO纖維增強樹脂基復(fù)合材料的力學(xué)性能，研究纖維含量和力學(xué)性能之間的關(guān)系，探討其在高強度和高剛度方面的應(yīng)用潛力。3.評估PBO纖維增強樹脂基復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性能，研究不同溫度下的熱性能表現(xiàn)和熱分解動力學(xué)機理，探討其在高溫環(huán)境下的應(yīng)用潛力。四、研究進度安排時間節(jié)點任務(wù)2021年5月-6月閱讀相關(guān)文獻，制定研究方案2021年7月-8月制備PBO纖維增強樹脂基復(fù)合材料，進行力學(xué)性能測試2021年9月-10月利用熱重分析、差熱分析和紅外光譜等手段進行熱穩(wěn)定性能測試2021年11月-12月對數(shù)據(jù)進行分析和處理，撰寫論文五、參考文獻1.LiangXueping,etal.“Preparationandpropertiesofepoxyresin/ultra-high-strengthpoly(p-phenylenebenzobisoxazole)fibercompositematerials.”JournalofAppliedPolymerScience,vol.125,no.S1,2012,pp.E612–E617.2.Yang,Ming-Qi,andH.S.Tan.“Investigationofthemechanicalandthermalpropertiesofpoly(p-phenylenebenzobisoxazole)/epoxycompositematerials.”JournalofCompositeMaterials,vol.43,no.1,2008,pp.5–16.3.Heng,ChengHuat,etal.“PropertiesofepoxycompositesreinforcedwithhighstrengthcarbonfibersandPBOfibers.”MaterialsScienceandEngineering:A,vol.496,no.1-2,2008,pp.13–20.4.Ma,Shaoping,etal.“PreparationandcharacterizationofPBOfiberreinforcedepoxycomposite.”HighPerformancePolymers,vol.28,no.4,2016,pp.526–533.5.Zhuang,Weidong,etal.“EffectsofthermalagingonthemechanicalpropertiesandmicrostructureofPBOfiber-reinfo