真空导入树脂模塑工艺对EKB1100/430LV复合材料纤维含量及力学性能的影响

通过真空导入树脂模塑工艺制备了EKB1100/430LV复合材料,研究了不同工艺参数对复合材料中玻璃纤维含量及力学性能的影响。结果表明:纤维含量随真空度的增大而增加,靠近树脂注入口区域的纤维含量较低,而真空抽口附近的纤维含量最高;复合材料的拉伸强度和压缩强度也随真空度的增大而增大;充模前对预成型体实施压缩可提高纤维含量;充模过程中溢流一定的树脂可提高弯曲强度和层间剪切强度。

真空导入模塑工艺树脂流动规律研究

研究了导流介质、重力、注射方式和注射管径等工艺参数对真空导入模塑工艺中树脂流动行为的影响。结果表明,真空导入模塑工艺中,主导树脂充模流动速度的是导流介质的渗透率;注射方式改变时,树脂的流动模式和流动速度发生改变;树脂的充模流动速度随着注射管径的增大而增大;树脂的流动倾角越接近竖直方向重力对树脂流动的影响越大。

真空导入模塑工艺树脂流动行为研究进展

综述了近年来真空导入模塑工艺树脂流动行为的研究进展,结合自己的研究成果系统地评述了真空导入模塑工艺中树脂的流动模型及机理、流动行为的数值模拟和流动行为的监测控制,并在此基础上对真空导入模塑工艺树脂流动行为的研究前景进行了展望。

真空导入模塑成型工艺的研究进展

真空导入模塑成型工艺(VIMP)因其具有低成本、环保和适于大型制件一次整体成型等优点而成为复合材料成型制备领域的研究热点,并已广泛地应用于船舶舰艇、风电叶片以及建筑工程材料的制造等领域。介绍了VIMP的工艺原理、特点和技术要求,综述了VIMP工艺中树脂流动行为的研究进展以及VIMP工艺的应用进展,并展望了VIMP工艺的研究方向。

真空导入工艺用不饱和聚酯树脂的研制

本文研究合成的不饱和聚酯树脂具有较低的粘度和较好的固化特性,粘度控制在0.21Pa.s左右,非常适用于真空导入工艺,该树脂采用真空导入工艺成型的玻璃钢制品各项性能都非常优越,有些性能指标几乎是通用树脂手糊成型性能的两倍左右。

大型薄壳制件真空辅助树脂传递模塑工艺充模方案仿真分析及优化

针对大型树脂基复合材料制件不适于用实验试错法进行充模方案设计的问题,在分析树脂流动规律的基础上将大型薄壳件的求解区域分解,仿真分析了不同充模方案下树脂在纤维中的流动行为和模腔内压力变化,提出在制件填充面积等分处设置流道的方法,选择和优化大型薄壳制件的充模方案。结果表明:①对于不便进行实验试错法进行真空辅助树脂传递模塑(VARTM)工艺充模方案设计的大型薄壳制件,可以采用数值模拟的方式,以达西定律、能量守恒定律等为计算依据,求解压力场和速度场,对比不同仿真方案的充模时间等数据合理安排注胶方式方法,指导VARTM工艺制备大型复合材料制件合理安排注胶方式,提高生产率、减少因树脂浸润不均匀产生的缺陷。②对于大型薄壳类制件,忽略厚度方向尺寸,影响充模时间的主要因素为流道长度和树脂流动距离。选取尽可能长的注胶流道,合理设置流道位置以减少树脂流动的距离;长流道可以增加树脂瞬时注入量、提高较长时间的压力差;而树脂流程越长,树脂前锋处压力损失越大,流速越慢。③试验提出了制件填充面积等分处设置流道的方法。将大型薄壳工艺制件充模面积等分,注胶流道布置在垂直于制件长度方向的面积等分线上,可缩短充模时间并减少制件两端的树脂富集现象。对于较狭长部分可再次进行面积等分设置流道,以免造成树脂流程过长压力流失过多;而对于较宽阔部分不宜设置过多流道以免树脂前锋稳定前互相接触造成制件充模不均匀。

真空辅助树脂传递模塑成型工艺研究进展

对近年来真空辅助树脂传递模塑成型(VARTM)工艺的树脂体系、成型工艺改进、树脂流动模拟以及国内外应用现状进行了综述。VARTM工艺具有成本低、污染小、效率高等优点,在大型复杂结构的整体成型中得到广泛应用。随着VARTM工艺的不断优化,配套技术的升级发展,将提升大尺寸制件的力学性能,VARTM工艺低成本的优势将尤其显著,发展VARTM工艺对于扩大复合材料的应用范围具有重要的意义。

真空导入模塑工艺纤维预成型体弹性回复效应的实验研究

通过监测真空导入模塑工艺(Vacuum infusion molding process,VIMP)树脂面内渗流和面外(Z向)渗流时纤维预成型体的厚度和纤维体积分数变化,考察纤维预成型体的弹性回复效应规律,揭示弹性回复效应对复合材料力学性能的影响规律。结果表明,面内渗流时首先出现弹性滞后现象,随后在弹性回复效应作用下厚度迅速增大并出现一个峰值,然后进入再平衡过程,再平衡过程削弱了预成型体各处厚度的差异。面内渗流时注胶口处厚度增幅较大,真空口处厚度增幅较小,厚度的增加降低了纤维的体积分数。采用面内渗流注胶方式制备的层合板,在注胶口处其纵向拉伸强度和拉伸模量较小,在真空口处其值较大。Z向渗流弹性回复效应曲线出现滞后平台和滞后斜台,且弹性回复对厚度的影响较面内渗流时大得多。

真空树脂导入成型工艺与手糊工艺的对比分析

真空树脂导入成型工艺与手糊工艺均是现在广泛应用的复合材料加工方法,深入了解2种工艺各自的优缺点及适用领域,充分发挥2种工艺的优势将具有重要的意义。本文对2种工艺进行了优缺点的对比分析,以期进一步明确两者的应用领域,充分发挥2种方式的优点,找到工艺控制的难点,展望了2种工艺的研究趋势。

复合材料电池箱真空辅助树脂灌注快速成形工艺

分析了几种复合材料零部件常规的制作工艺,针对电池箱的结构特点,提出了材料和结构一体化的真空辅助树脂灌注(VARI)快速成形工艺,并且采用液体成形模拟分析软件PAM-RTM确定了工艺方案和工艺参数。VARI工艺与传统双面模具的树脂传递模塑(RTM)工艺相比,节省了大量的工装设备和工序,降低了成本。为了验证所采用的工艺方法的可行性,实际制作了样件,结果表明所采用的工艺方法实现了快速、低能量消耗且绿色环保的目的。

玻璃钢船舶树脂真空导入技术分析

着重介绍了玻璃钢船舶建造成型新工艺——树脂真空导入法工艺的技术原理、工艺流程,并与传统的手工糊制工艺作了比较,最后得出该工艺实际操作可行度及发展趋势。

VIMP成型工艺用不饱和聚酯树脂的研究

树脂传递模塑 (RTM)和真空注射模塑 (VIMP,Vacuum Infusion Molding Process)等工艺都是在低温下模塑复合材料产品 ,已广泛地应用于舰船领域、军事设施、国防工程、航空和民用工业等。不饱和树脂以其良好的工艺性能和低成本的优势在这些工艺中引起了关注。主要研究了引发剂、促进剂、填料和低收缩添加剂对 VIMP成型工艺用不饱和聚酯在低温下动力学和流变学性能的影响 ,并且测试了

高性能机载雷达罩VARTM工艺用树脂/纤维浸润性研究

研究了采用真空辅助树脂传递模塑 (VARTM )工艺制造高性能机载雷达罩的TDE - 85环氧树脂、间苯二甲酸二烯丙酯 (DAIP)和E - 5 1环氧树脂三种材料体系的浸润性能。结果表明 ,三种材料体系中 ,DAIP体系具有较好的浸润性能 ,粘度较低 ,最适合采用VARTM工艺制备雷达罩。

重力效应对VARTM工艺中树脂充模过程的影响

采用真空辅助树脂传递模塑(VARTM)工艺制备了环氧树脂/亚麻纤维复合材料层合板,记录了树脂在不同树脂流动倾角下的充模时间。通过对层合板进行拉伸、弯曲性能测试,研究了树脂流动倾角对复合材料层合板力学性能的影响。结果表明,在VARTM工艺过程中重力效应对树脂充模时间和层合板力学性能有显著影响;充模时间随着树脂流动倾角的增大(从–90°至90°)而增加;复合材料层合板的拉伸强度、拉伸弹性模量、弯曲强度、弯曲弹性模量等均随树脂流动倾角的增大而增大,树脂流动倾角对弯曲强度的影响最大,且对强度的影响高于模量。由于树脂流动倾角影响了树脂与亚麻纤维的结合情况,导致树脂流动倾角为–90°和90°的复合材料层合板在拉伸与弯曲失效时拥有不同的失效形式。

VARTM工艺中高渗透导流介质对树脂充填行为的影响

采用可视化流动实验装置,系统研究了高渗透导流介质对真空辅助树脂传递模塑(VARTM)工艺中树脂充填流动行为的影响。实验结果表明,高渗透导流介质只覆盖部分纤维增强体时,铺放在靠注胶端导流效果明显,铺放在靠抽气端导流效果很弱;高渗透导流介质铺放在纤维增强体顶、中和底面任何位置,都会起到良好的导流效果,尤其是铺放在纤维增强体底面时导流效果最好;随着高渗透导流介质层数增加,对树脂充填的导流作用就越好;随着纤维增强体层数的增多,完成充填所需时间就越长,这表明高渗透导流介质导流效果受到增强体厚度的影响。

活性稀释剂含量对VARTM树脂工艺性能的影响

为降低E51环氧树脂体系的反应活性和黏度,采用在E51环氧树脂中添加适量活性稀释剂以及在低分子量聚酰胺固化剂中混入适量改性胺固化剂的方法,配制了基于双酚A型E51环氧树脂为基体的VARTM工艺用环氧树脂体系,同时对不同活性含量的VARTM树脂的工艺性能及浇铸体的力学性能进行了测试研究。结果表明,减少低分子量聚酰胺固化剂的用量及在一定范围内增加改性胺固化剂的用量可有效降低树脂体系的低温反应活性,活性稀释剂含量的多少不仅影响树脂体系黏度高低,而且影响到其浇铸体力学性能。

VARTM用环氧树脂固化工艺的研究

对3种配方的真空辅助传递模塑(VARTM)工艺用环氧树脂,采用动态升温DSC实验,升温速率分别为5、10和15℃/min,引入Kissinger理论,确定了树脂体系的表观活化能分别为4.32kJ/mol、5.57kJ/mol和3.49kJ/mol;利用外推法,确定了参考固化工艺温度。

VARTM工艺用乙烯基酯树脂基体配方及性能研究

以溴化改性乙烯基酯树脂、氨基甲酸酯改性乙烯基酯树脂为混合基体,以E-玻璃纤维(GF)为增强材料,通过真空辅助树脂传递模塑(VARTM)工艺制备乙烯基酯树脂/GF复合材料,对其力学性能和阻燃性能进行了研究。结果表明,在两种树脂质量比为1∶1时该复合材料的拉伸强度与弯曲强度达到最大值,且综合性能最优。氧指数随溴化改性乙烯基酯树脂含量的增加而增加。

导流介质对真空导入模塑工艺树脂流动行为的影响

采用可视化流动实验方法研究了高渗透率导流介质对真空导入模塑工艺中树脂流动行为的影响。结果表明:导流介质能较大幅度地减少树脂的充模流动时间,且充模时间随着导流介质使用比例的增加而呈线性减少的关系;导流介质的提速作用随着预成型体厚度的增加而逐渐减弱;预成型体上下表面树脂流动前沿位置差距与预成型体厚度呈良好的线性增加关系,说明导流介质的影响作用具有明显的厚度效应。厚度效应原理为真空导入模塑工艺过程的参数优化和保证制品质量提供了理论依据。

真空导入模塑工艺树脂体系化学流变特性及流变模型

采用DSC热分析技术和黏度实验方法,研究了真空导入模塑工艺专用不饱和聚酯树脂体系（Palatal1777-G-4）的固化特性和化学流变特性,建立和对比了树脂体系的修正双阿累尼乌斯流变模型和工程黏度模型,并依据所建立的流变模型预报Palatal1777-G-4树脂体系的真空导入模塑工艺操作窗口。对比结果表明：修正双阿累尼乌斯流变模型和工程黏度模型分别能较好地反映树脂体系凝胶点前的低黏度平台特性和凝胶点后的黏度变化规律,结合两模型可有效模拟树脂体系在不同工艺条件下的黏度行为,准确预报树脂体系的低黏度平台工艺窗口,为优化真空导入模塑工艺参数和保证制品质量提供科学依据。模型预测结果表明,Palatal1777-G-4树脂体系在20~38℃温度范围内满足真空导入模塑工艺操作的基本要求,黏度低于300 mPa.s的工艺操作时间长于30 min。