基于树脂膜渗透成型工艺的苎麻复合材料的弯曲性能研究

文章基于正交实验,研究了处理温度、处理时间、NaOH浓度对改性苎麻增强环氧树脂胶膜复合材料试样弯曲性能的影响。结果表明:处理温度与浓度对实验结果的影响最大;直观分析与二次分析结果中的最优组合保持一致,确定最优方案为:处理温度85℃,处理时间1.5 h,NaOH浓度为2%。

树脂膜熔渗工艺(RFI)的研究现状

本文介绍了树脂膜熔渗 (Rexin Film Infusion)工艺的研究现状及发展状况。

树脂膜熔渗工艺充模过程的模拟与分析

树脂膜熔渗工艺(RFI)是一种新型的复合材料成型工艺.为了更深入了解树脂膜熔渗工艺过程中充模阶段的控制参数对制品质量的影响,避免制品出现空斑、充模不完全等问题,针对该工艺过程中树脂在复杂形状预制件中的流动行为进行了分析,在达西定律基础上建立了二维等温流动控制方程,利用有限元/控制体方法建立了数值分析模型,编制了FORTRAN程序进行模拟运算,并讨论了流动过程中施加的压力对充模时间的影响.由计算实例可见,所编制程序能够很好地预测树脂膜熔渗工艺过程中充模时间、各个时刻树脂的流动前沿位置及模腔中的压力分布.

树脂膜熔渗工艺及其数值分析方法

本文首先介绍了树脂膜熔渗RFI成型工艺的发展现状、技术原理、材料要求及工艺特点 ,然后重点阐述了RFI工艺过程的数值模拟方法 ,对如何建立能够反映RFI工艺过程中树脂流动、固化和热传递等物理化学现象的数学模型进行了讨论。RFI工艺过程涉及参数较多 ,单纯采用试验方法来研究各种参数变化带来的影响不仅耗时 ,而且也不经济 ,结合数值模拟方法对RFI工艺进行研究 ,可以减少盲目性和提高效率 。

RFI成型工艺中渗透率的研究及树脂流变模型的建立

渗透率测量是树脂膜熔渗(RFI)工艺在复合材料设计和优化中最关键的条件。随着纤维体积分数的增加,渗透率非线性降低,可见纤维体积分数的变化对整个树脂体系浸渍纤维预制体有很大的影响。在黏度实验的基础上,对用于RFI工艺的环氧树脂体系的化学流变特性进行研究,并根据双阿累尼乌斯方程建立树脂体系的流变模型,为合理地制定RFI工艺参数、保证产品质量和实现工艺参数的全局优化提供科学依据。

树脂膜熔渗工艺浸渍过程的模拟与分析

针对树脂膜熔渗(RFI)成型工艺过程中充模阶段树脂在预制件中的流动行为进行分析,根据牛顿流体在多孔介质中的渗流理论,在Darcy定律基础上使用有限元控制体技术建立二维等温流动控制方程,再对试验件进行几何建模和网格剖分,使用C++语言编写模拟成型工艺中树脂流动过程的程序。由计算实例可见,该方法能够很好地预测树脂浸渍过程中浸渍时间与预浸高度的关系,并确定流动前沿及模腔中的压力的变化规律。

基于树脂膜溶渗经编多轴向复合材料成型及性能分析

详细阐述了四轴向经编玻璃纤维织物树脂膜溶渗成型工艺,测试了成型后的复合材料性能,并与同样条件下手糊成型工艺进行对比。结果表明:由于树脂膜溶渗成型工艺复合材料中的纤维体积含量要高于手糊成型工艺,因此其试样的断裂强力、断裂伸长率要高于手糊成型;另外,树脂膜溶渗成型复合材料试样沿不同取向断裂强力由高到低分别是经向、斜向、纬向;经真空辅助成型制备的材料相比手糊成型具有较优异的韧性。

树脂膜熔渗工艺用FRP模具的设计与制备

文摘通过模具材料的选择、分型和模具中加热装置的合理设计,制备出树脂膜熔渗工艺(RFI)实验用FRP模具。实验发现:自带加热系统可将模具和产品加热到110℃以上,模具可在85℃左右长期工作,并初步探索了RFI工艺参数,制备出了性能优异的板材。为制备大型RFI工艺用FRP模具提供了依据。

真空压力下树脂沿织物铺层厚度渗透速率

为了考察树脂膜熔渗(RFI)工艺过程中树脂在高温条件下沿织物铺层厚度方向的不饱和渗透特性,应用自行设计的测试系统,考察了液体沿织物铺层厚度方向流动前锋的影响因素,测试并分析了液体沿玻璃纤维铺层厚度方向渗透速率的主要影响因素及其变化规律。结果表明,液体沿纤维织物厚度方向流动为宏观上的一维流动。真空压力增大、树脂温度升高、纤维体积分数减小,均可使液体的渗透速率加快。另外,对比发现,70℃E-51环氧树脂沿玻璃纤维铺层厚度方向的渗透特性与室温下硅油的渗透特性基本相当。

等温DSC法研究RFI用环氧树脂固化动力学

为了预测固化反应的进程,采用STA 449C型差示扫描量热仪,用等温DSC法研究了室温下成膜、中温固化的RFI工艺用(E-44/E-21(6/4,质量比))/GA-327=100/40(质量比)环氧树脂体系在80、90、100、110、120℃下的固化过程,通过Matlab数据拟合良好性统计法得到了n级固化模型、自催化模型及复合模型方程中的各个参数值。根据R2和离差平方和SSE确定了适合的动力学模型。研究表明:该树脂体系的固化反应具有自催化和扩散控制的特征,低温下受扩散控制的影响更大;该体系的固化反应动力学符合自催化反应动力学模型,其表观活化能Ea为56.7 kJ/mol,指前因子A为1.18×107s-1,固化反应的反应级数m、n分别为0.529和1.561。

RFI工艺用环氧基树脂膜的研制

据RFI工艺用环氧树脂基树脂膜低温成膜性、高温流动性和浸渗性的技术性能要求,设计了在一定温度内具有低反应活性的GY6010型高粘度液态双酚A二缩水甘油醚环氧树脂、HT907型六氢邻苯二甲酸酐和DY062型苄基二甲胺树脂膜制备体系。根据等当量反应计算理论和浇注体的力学性能,确定了树脂膜制备体系的最佳混合比例,利用加热聚合、流延成膜和快速冷却方法,制备了具有低固化度的BS-1型环氧树脂基树脂膜。经测试该树脂膜成膜性、弯曲性良好;在80℃的融渗温度下粘度为645 mPa.s,低粘度区域宽度(粘度小于1 000 mPa.s)达25 m in,凝胶时间达56 m in。采用该树脂膜制备的RFI叠层板试件空隙含量(0.8%)极低,与模压试件相比,RFI试件拉伸强度、弯曲强度和层间剪切强度分别提高4.57%、6.26%和21.88%。

RFI用环氧树脂固化工艺研究

采用动态差示扫描量热(DSC)法,研究了E-44/E-21混合环氧树脂与GA-327(DDM改性芳胺)的固化过程,研究了升温速率对固化体系DSC曲线的影响,确定了该固化体系的反应动力学方程为dαdt=2.27×104exp(-(4764.65)/T)(1-α)0.861;采用最佳固化温度外推法得到E-44/E-21(6∶4)/GA-327体系的最佳固化制度为100℃/30min+120℃/30min。按该固化制度制备的浇铸体的固化度达95.7%,拉伸强度和弯曲强度分别为62.71MPa和97.92MPa。

改性双马来酰亚胺树脂在RFI工艺中的应用

通过在改性双马来酰亚胺5405树脂中加入耐高温热塑性塑料聚芳醚砜(PES),获得了满足RFI工艺要求、具有良好成膜性的5405A树脂膜。该树脂膜在室温不粘手,能够任意弯曲。在熔渗温度(130℃)下,低黏度(≤500mPa.s)的保持时间长达70min。在室温存放3个月后,不溶物含量由1.25%变化为2.02%,DSC曲线表明反应的峰始温度和峰顶温度与放置前无明显差异,130℃凝胶时间由137min变化为135min。参照5405树脂的固化工艺,制备了5405A树脂浇铸体和单向碳纤维帘子布(G0827)增强5405A复合材料,并对性能进行了评价。对比5405和5405A树脂树脂浇铸体的性能表明,5405A力学性能稍有降低,但韧性得到了明显提高。

RFI工艺用环氧树脂基体研究

本文通过不同牌号环氧树脂混配来制备树脂膜,考察了其流延性和成膜性,最终选定E-44与CYD-011质量比为1∶1的混配树脂成膜。加入704固化剂后混配树脂浇铸体弯曲强度可达108MPa,拉伸强度74MPa,力学性能优良,成膜性好,符合RFI工艺用树脂基体的要求。

用于RFI工艺的高性能树脂膜的研究

以烯丙基化合物改性双马来酰亚胺为基体 ,通过加入聚醚砜树脂 (PES) ,制得了适用于树脂膜熔渗(RFI)工艺的高性能树脂基体膜。该树脂膜性质稳定 ,能满足 RFI工艺要求。其固化树脂耐热性及力学性能优良 ;所制得的玻璃布复合材料综合性能优异 ;常温下弯曲强度、层间剪切强度分别达到 5 35 MPa和 5 5 .5

RFI工艺树脂流动规律研究

通过对不同纤维含量叠层预制件渗透率的测定 ,设计一维树脂膜溶渗 (RFI)流动模型 ,并推导树脂浸润高度、树脂浸润区域内树脂流动速度和压力分布规律 ,为设计制件结构尺寸。

RFI工艺用双马来酰亚胺树脂膜

以热塑性聚醚砜树脂 (PES)和聚酰亚胺树脂 (PI)改性 4 5 0 8树脂 ,制得了适用于树脂膜熔渗 (RFI)工艺的高性能树脂基体膜。该树脂膜室温性质稳定 ,发粘点高 ,任意弯曲不脆裂。其固化树脂的力学性能、耐热性和耐湿热性能优良 。

用烯丙基化合物改性双马来酰亚胺树脂膜的研究

以双马来酰亚胺(BMI)为主要组分,探讨了用二烯丙基双酚A(DP)和环氧丙烯酸酯(VE)对其改性的可能性。实验结果表明,改性后的树脂体系粘度适中,具有良好的成膜性,能够满足树脂膜溶渗(RFI)成型工艺的要求。制成的复合材料性能优异,具有较高的韧性与耐热性。

RFI用改性双马树脂膜的黏度特性

采用热塑性树脂改性双马来酰亚胺树脂,获得了适用于RFI成型的改性双马来酰亚胺树脂膜。采用DSC方法和黏度测试研究了该树脂的固化特性和黏度特性,并根据黏度特性建立了Arrhenius模型。结果表明,改性双马来酰亚胺树脂膜的黏度特性能够满足RFI工艺的要求,建立的Arrhenius模型能够较好地预测黏度特性,可为RFI工艺参数的制定提供理论指导。