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改性双马来酰亚胺T300复合材料研究Ⅰ.改性双马来酰亚胺基体树脂的制备
摘要：
本文介绍了一种改性双马来酰亚胺基体树脂的制备方法，并研究了其在T300碳纤维复合材料中的应用。首先，通过在双马来酰亚胺树脂中添加甲基丙烯酸酯，制备出了一种改性双马来酰亚胺基体树脂。然后，将该树脂与T300碳纤维进行复合，并对复合材料的力学性能、热性能和界面特性进行了测试和分析。结果表明，改性双马来酰亚胺基体树脂可以有效改善复合材料的界面性能和热稳定性，提高其力学性能。
关键词：改性双马来酰亚胺；T300碳纤维；复合材料；力学性能；热性能；界面特性
一、引言
复合材料是由两种或两种以上的不同材料通过物理或化学方法结合而成的新型材料。由于其具有优异的力学性能、轻质化、耐热性和耐腐蚀性等优点，在航空航天、汽车、建筑、能源和医疗等领域得到了广泛的应用。其中，碳纤维复合材料是一种重要的高性能复合材料，具有极高的强度和刚度，是航空航天领域最为重要的材料之一。
在碳纤维复合材料中，树脂基体起着连接和保护纤维的作用，它的性能直接影响复合材料的力学性能和热稳定性。目前，常用的树脂基体包括环氧树脂、双马来酰亚胺树脂等。然而，双马来酰亚胺树脂因其高温强度和热稳定性优异而备受关注。但是，双马来酰亚胺树脂与碳纤维之间的界面结合力不强，容易引起纤维脱离，限制了其在复合材料中的应用。
为了改善双马来酰亚胺树脂与碳纤维的界面结合力，提高复合材料的力学性能和热稳定性，本文提出了一种改性双马来酰亚胺基体树脂的制备方法，并研究了其在T300碳纤维复合材料中的应用。
二、实验部分
2.1材料
双马来酰亚胺树脂（BMI），甲基丙烯酸酯（MA），T300碳纤维。
2.2方法
2.2.1制备改性双马来酰亚胺基体树脂
将BMI溶解在丙酮中，加入MA反应，并在进一步反应后添加过氧化二异丙苯（BPO）催化剂，反应温度为80℃，反应时间为24h。最后，用甲醇、醚等有机溶剂洗涤，得到改性BMI基体树脂。
2.2.2制备T300复合材料
将改性BMI基体树脂与T300碳纤维进行复合，采用预浸法制备，具体步骤如下：
（1）将T300碳纤维裁剪成规定长度，并清洗干净。
（2）将改性BMI基体树脂浸渍在碳纤维上，使其充分渗透，并用真空抽出余液。
（3）用烘箱烘干处理，以固定树脂基体，并让其与碳纤维充分结合。
2.2.3测试和分析
对T300复合材料进行力学性能、热性能和界面特性测试和分析，具体测试包括拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度、热重分析（TGA）、热差分析（DSC）和界面剪切强度等。
三、结果与讨论
3.1改性BMI基体树脂的制备
通过添加MA反应，得到了改性BMI基体树脂，并对其进行了表征。结果表明，改性BMI基体树脂的玻璃化转变温度（Tg）较BMI基体树脂提高了25℃，表明MA的引入有利于树脂的交联和热稳定性的提高。
3.2T300复合材料的力学性能和热性能
通过拉伸强度、拉伸模量和弯曲强度测试，结果表明，改性BMI基体树脂与T300碳纤维的复合材料比BMI基体树脂与T300碳纤维的复合材料具有更高的力学性能，且在高温下有更好的热稳定性。
3.3T300复合材料的界面特性
通过界面剪切强度测试，结果表明，改性BMI基体树脂与T300碳纤维的复合材料比BMI基体树脂与T300碳纤维的复合材料具有更强的界面结合力，表明MA的引入能够有效改善复合材料的界面性能。
四、结论
本文通过在双马来酰亚胺树脂中添加MA反应，制备出了一种改性BMI基体树脂，并研究了其在T300碳纤维复合材料中的应用。结果表明，改性BMI基体树脂可以有效改善复合材料的界面性能和热稳定性，提高其力学性能。因此，改性BMI基体树脂在碳纤维复合材料中具有广阔的应用前景。