[发明专利]玻璃纤维增强不饱和树脂板材的制作及受力测定方法

说明书

玻璃纤维增强不饱和树脂板材的制作及受力测定方法，包括以下步骤：称量石墨烯粉末加入到丙酮溶液中，制备成悬浮液；称量不饱和树脂加热至熔融流动状态，加入悬浮液中形成石墨烯不饱和树脂复合液；将S‑玻璃纤维放入石墨烯不饱和树脂复合液中混合均匀后形成浆料；将浆料倒入板材制作模具内；浆料在模具内依次经过凝胶、固化和熟化三个阶段后形成板材；使用数字电阻仪测量出加载力与电阻率变化曲线，完成该板材压力传感标定测量。本发明利用在压力作用下石墨烯电阻率变化的特性，制作出可以通电加热、对压力变化敏感并可实时监测的玻璃纤维增强不饱和树脂板材。制作出来的板材在保持其密度小、强度高的前提下，模量更大，耐磨性更强。

技术领域

本发明属于聚合物基纳米和玻璃纤维技术领域，具体涉及一种具有加热与应力感知功能的玻璃纤维增强不饱和树脂板材的制作及受力测定方法。

背景技术

玻璃纤维是复合材料增强基材中用量最大、应用最广的无机非金属材料。随着复合材料向高性能与多功能化发展，S玻璃纤维等高性能玻璃纤维不断推出，它具有更高的力学性能、更强的耐腐蚀性能、更高的耐热性能。

不饱和树脂是指由二元酸和二元醇经缩聚反应而生成的含有不饱和双键的高分子化合物。有一定的耐热性，具有较高的拉伸、弯曲、压缩等强度，耐水、稀酸、稀碱的性能较好，耐有机溶剂的性能差，导电性能良好。

玻璃纤维增强不饱和树脂复合材料板材是目前应用最广泛的复合材料之一，具有密度小、强度高等优点，另外其原材料来源广泛、加工成型简便、生产效率高，可设计性强。但该复合材料板绝缘不导电，不能通电加热，在寒冷气候中使用受到一定限制。板受到的荷载不能自感知，特殊条件下安全性存在隐患。

石墨烯作为一种纳米碳材料，在常温下石墨烯的电子迁移率超过15000 cm²/（V·S），而电阻率只约10^-6 Ω·cm，为目前电阻率最小的材料；石墨烯具有优异的热导性能，其导热系数可高达5300W/m·K，远高于碳纳米管和金刚石。石墨烯既具有高强度、高弹模和强韧性等力学性能，又具有优异的导热、导电、电磁等功能性能而赋予不饱和树脂基玻璃纤维增强复合材料功能/智能性能。随着石墨烯价格的大幅度下降，将石墨烯应用于复合材料领域无疑具有重大应用前景。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种在保持其密度小、强度高的前提下，能够通电加热、感知板材压力变化的玻璃纤维增强不饱和树脂板材的制作及受力测定方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：玻璃纤维增强不饱和树脂板材的制作及受力测定方法，包括以下步骤：

（1）、将石墨烯经过机硅烷修饰后形成石墨烯粉末；

（2）、称量一定重量的石墨烯粉末分批加入到丙酮溶液中，然后将其置于超声仪中对混合溶液超声处理，制备成分散均匀的悬浮液；

（3）、称量一定重量的不饱和树脂加热至软化温度以上，使其处于熔融流动状态；

（4）、将熔融的不饱和树脂加入悬浮液中，使用搅拌机慢速搅拌后再快速搅拌至混合均匀，形成石墨烯不饱和树脂复合液；

（5）、将S-玻璃纤维放入石墨烯不饱和树脂复合液中充分浸润，混合均匀后形成浆料；S-玻璃纤维中按照重量比含有55%的二氧化硅、20%的氧化铝和12%的氧化镁；

（6）、取出板材制作模具，板材制作模具为顶部敞口的矩形槽，板材制作模具的内侧壁的在矩形槽的对角位置分别设置有圆柱槽，圆柱槽侧部与矩形槽连通，将正电极和负电极分别插设到对角的两个圆柱槽内，正电极和负电极上端的接线端子凸出模具表面；

（7）将步骤（5）中的浆料倒入板材制作模具内，浆料流入圆柱槽内将正电极和负电极下部包围，采用振动法排出气泡，直到达到设计厚度；