Nomex蜂窝夹层结构的滚筒剥离破坏分析

本文通过一系列的剥离试验结果分析了有无胶膜情况下 ,蜂窝夹层结构的剥离强度与破坏模式的关系 ,提出了粘接边强度与剥离强度的关系 ,进一步论述了芯子与面板间胶接强度与破坏模式的关系。

蜂窝夹层结构的滚筒剥离强度

研究了以Nomex蜂窝、铝蜂窝为芯层材料,SW-280A/3218中温固化环氧树脂玻璃布预浸料为蒙皮材料,FM 73M和SY-24C-300胶膜为蒙皮和蜂窝的胶接材料的蜂窝夹层结构的滚筒剥离强度。蜂窝夹层结构平板采用热压罐成型工艺方法和烘箱成型工艺方法一次共固化工艺,测试了蜂窝夹层结构平板的滚筒剥离强度。蜂窝夹层结构材料已应用于大型平板天线罩的制造。

关于铝塑复合板滚筒剥离强度的解读

在新发布的《建筑幕墙用铝塑复合板》(GB/T17748-2008)国家标准中,反映面材与芯材之间粘接强度的试验方法采用了滚筒剥离强度试验方法,该标准中的剥离强度计算公式是一个最终表达式。为帮助读者更好地理解该试验方法和计算公式,本文从基本的力学原理出发进行了简单介绍。

用胶量对PMI泡沫/铝合金夹层复合材料滚筒剥离强度的影响

针对聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫/铝合金夹层结构复合材料的真空袋压成型工艺,研究了双组分环氧胶黏剂不同用胶量对复合材料滚筒剥离强度的影响,并通过仿真计算模拟了不同用胶量下复合材料的剥离性能。实验结果和仿真分析结果均表明:在用胶量500~1100 g/m^(2)的范围内,产品的用胶量越多,则复合材料的滚筒剥离强度越高,用胶量与滚筒剥离强度呈现较好的线性关系。

铺层方式和成型参数对层压板滚筒剥离性能的影响

以玻璃纤维布/增韧酚醛树脂的热压成型层压板为研究对象,通过滚筒剥离强度表征层压板面-面结合性能,采用电子显微镜观察粘接面破坏形式的微观形貌。结合以上测试研究了铺层方式、测试方向、经纬密、成型参数等对八枚三飞缎纹布层压板滚筒剥离强度的影响并找出其中的规律。结果表明:剥离面为纬面缎时,加载方向平行、垂直剥离面长浮纤维的滚筒剥离强度优于剥离面为经面缎的铺层,其中0°的层间粘接性能最优,非剥离面的铺层方向对滚筒剥离强度无影响;经纬密增加有助于提高滚筒剥离性能;在一定升温速率范围内,降低升温速率有助于提高滚筒剥离强度,加压时机对层间滚筒剥离基本无影响。

缝合泡沫夹层复合材料的滚筒剥离性能

制备了改进锁式缝合、临缝式缝合、双线链式缝合等三种缝合方式下不同缝合密度、缝线直径的缝合泡沫夹层复合材料,并对其滚筒剥离性能进行了测试。结果表明,未缝合泡沫夹层复合材料的剥离载荷上升到一定高度后便趋于稳定,而缝合泡沫夹层复合材料的剥离载荷上升到一定高度后呈正弦曲线变化;缝合后最大剥离载荷的平均值得到大幅度的提高,可增加到原有的1.6～4.7倍左右;缝合参数相同,缝合方式不同的缝合泡沫夹层复合材料的剥离载荷存在一定的差异,同样的缝合方式下,缝合密度、缝线直径越大,剥离载荷越大。

影响蜂窝夹层结构滚筒剥离强度主要因素的研究

对预浸料与蜂窝直接接触共固化成形的蜂窝夹层结构的滚筒剥离强度进行了研究，主要讨论了树脂基体、预浸料树脂含量及织物构成对滚筒剥离强度的影响。

浅析铝塑复合板滚筒剥离和180°剥离的相关性

从基本的力学原理和对比实验两方面出发,进行分析和研究滚筒剥离和180°剥离检测方法之间的相关性,以确定180°剥离检测方法能否取代滚筒剥离成为建筑幕墙用铝塑复合板剥离强度的检测方法。

高阻燃耐冲击衬板的制备技术研究

根据民用飞机货舱衬板材料的适航要求,系统地研究了纤维类型、树脂基体、成型工艺等对货舱衬板韧性、强度、阻燃性能的影响。研究结果表明,优选之后的增强材料与改性后的酚醛树脂制备出的货舱衬板性能优异,多规格型号满足商飞材料规范CMS-CP-503的性能要求。其中,30型落锤冲击性能达24.67 J,高于指标15.8%;滚筒剥离性能达18.5 Nmm/mm,高于指标25%;燃烧4 min时的烟密度为9.5;毒性气体NO X含量为13 mg/L,HCN、HCl、HF含量均为0,各项指标均满足目前先进的适航性要求。

复合材料用国产中温固化结构胶膜性能研究

研制了一种新型国产中温固化结构胶膜ACTECH®1206F,通过DSC、流变、挥发分和单位面积重量等测试表征其理化性能,通过单搭接剪切强度、滚筒剥离强度、平面拉伸强度等测试表征其对不同基材的粘接性能,并与目前常用的进口胶膜FM-73进行对比试验。结果显示,与FM-73相比,ACTECH®1206F胶膜在室温下Al-Al单搭接剪切强度、室温下碳纤复合材料单搭接剪切强度、室温下蜂窝夹层结构平面拉伸强度等方面表现较好,室温下Al-Al单搭接剪切强度可达37.7 MPa,室温下碳纤复合材料(BA3202W)单搭接剪切强度可达28.8 MPa,室温下蜂窝夹层结构平面拉伸强度可达10.32 MPa。同时,通过SEM观察了ACTECH®1206F胶膜树脂浇铸体的断口形貌,断口较为粗糙,具有明显的曲折裂痕,是典型的韧性断裂,表明ACTECH®1206F胶膜树脂具有良好的韧性。整体来看,ACTECH®1206F胶膜整体性能与FM-73大致相同,可以基本满足民机复合材料领域对中温固化结构胶膜的需求。

两种预浸工艺对玻璃布预浸料性能的影响

着重研究了用溶液法和热熔胶膜法工艺所制备的5231/823玻璃布预浸料的物理性能、工艺性能、力学性能和滚筒剥离性能,旨在探讨不同预浸工艺对预浸料及其复合材料性能的影响,试验结果表明:这2种工艺所制的5231/823预浸料的工艺性能和剥离性能相当,但在预浸料树脂含量控制精度方面,热熔法工艺高于溶液法工艺;在预浸料挥发分方面,热熔法工艺的较低,一般低于0.8%。在复合材料常规力学性能方面,一般前者高于后者。

5231环氧树脂体系/玻璃布复合材料性能研究

一种160 ℃ 固化的改性环氧树脂体系 5231,该树脂体系粘性适中,具有良好的阻燃性和较高的抗滚筒剥 离强度,其预浸料可与 Nomex 芳纶纸蜂窝直接共固化。另外,其玻璃布复合材料力学性能满足了技术指标要求,耐热性和耐湿热性良好,并已在飞机的结构件上得到应用。

5231树脂体系/碳纤维复合材料力学性能研究

着重研究了5231/T300复合材料的常规力学性能和高温下的力学性能,并与5222/T300复合材料的相应性能进行了对比。试验表明,前者在抗压缩模量和抗剪切性能方面比后者略低,其他力学性能基本相当,耐高温性能良好,另外,5231碳布预浸料可与铝蜂窝直接共固化,抗滚筒剥离强度较高,该复合材料可应用于飞机的结构件上。

民用飞机货舱地板夹层结构基本力学性能研究

以玻璃纤维织物增强改性环氧树脂预浸料作为面板,Nomex蜂窝为芯材的复合材料夹层结构为研究对象,实验研究了铺层方式、蜂窝高度、胶膜对夹层结构力学性能的影响规律。结果表明:铺层数量影响夹层结构的L和W向长梁弯曲强度,对于本研究的铺层组合,增加下面板铺层数量有利于提高L和W向长梁弯曲强度;增加上面板铺层数量可提高抗冲击强度;铺层数量对滚筒剥离强度基本无影响。芯材厚度增加可提高L和W向长梁弯曲强度;但对冲击强度和滚筒剥离强度基本无影响。不同胶膜对力学性能有一定影响,采用胶膜胶接有利于提高夹层结构长梁弯曲、剥离强度及冲击强度。

多夹层平板天线罩的研究

采用热压罐固化工艺方法研制了多夹层平板天线罩,测试了多夹层平板天线罩电气性能、厚度及随炉件滚筒剥离强度,多夹层平板天线罩满足用户使用要求。

5228A树脂基无胶膜蜂窝夹芯结构粘结性能研究

本文采用高树脂含量的5228A预浸料作为胶接层制备出无胶膜蜂窝夹芯结构,通过超声无损检测、滚筒剥离断面形貌及滚筒剥离强度测试等分析了无胶膜蜂窝夹芯结构粘接性能随成型压力及胶接层树脂含量的变化规律。研究表明,5228A树脂体系具有可控的流变特性,可适用于无胶膜蜂窝夹芯结构的制备;5228A树脂基预浸料具有良好的工艺性能,所制备的无胶膜蜂窝夹芯结构内部质量良好,蒙皮及蜂窝的粘结性能优良;蜂窝夹芯结构滚筒剥离强度随成型压力提高而提高,蜂窝夹芯结构滚筒剥离强度随胶接层树脂含量的升高而提高。

铝蜂窝板用双组分聚氨酯胶粘剂的开发及性能测试

采用蓖麻油、聚氧化丙烯二醇(PPG400)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI-50)为原料,合成了羟基封端聚氨酯预聚体。与双酚A改性聚氧化丙烯醚(BP-33)复配组合得到双组分聚氨酯胶粘剂的主剂,使用多苯基多亚甲基多异氰酸酯(PAPI)作为固化剂,再以m(主剂)∶m(固化剂)=4∶1的质量比混合后得到双组分聚氨酯结构胶。系统研究了蓖麻油、PPG400、BP-33的添加量和配比对胶粘剂粘接性能的影响。研究结果表明:当m(蓖麻油)∶m(PPG400)=1∶1时,与MDI-50聚合后,粘接性能最好,BP-33的引入有利于增加硬段含量和刚性。采用这种胶粘剂复合制成的蜂窝板在室温下平面拉伸强度为4.15 MPa,滚筒剥离强度大于119(N·mm)/mm。该胶粘剂复合制成的铝蜂窝板,复合60 d后滚筒剥离强度衰减小于10%。

缝合参数对泡沫夹层结构复合材料力学性能的影响

采用真空辅助树脂注射(VARI)成型工艺制备不同缝合方式和缝合密度的缝合泡沫夹层复合材料,研究缝合参数对平面拉伸、三点弯曲、芯子剪切以及滚筒剥离性能的影响。结果表明:缝合使泡沫夹层复合材料的平面拉伸强度和芯子剪切强度明显降低,可以改善弯曲性能并大幅提高滚筒剥离性能,改进锁式缝合方式优于临缝式缝合方式;适当地增加缝合行距对力学性能有一定的积极作用,但不利于滚筒剥离性能的提高;与未缝合泡沫夹层复合材料相比,当缝合密度为30 mm×10 mm时,改进锁式缝合泡沫夹层复合材料的平拉强度和芯子剪切强度分别降低了14.75%和24.79%,弯曲强度和平均剥离强度分别提高了7.96%和80.78%。

CTBN含量对快速固化环氧胶膜性能的影响

针对目前快速固化复合材料用环氧胶膜固化速率慢,与预浸料工艺匹配性差的实际问题,开展快速固化环氧胶膜的研制,探索端羧基液体丁腈橡胶(CTBN)的含量对于快速固化环氧胶膜性能的影响。通过对胶膜的红外光谱、凝胶时间、差示扫描量热法(DSC)等基本理化性能的分析,得出CTBN改性的环氧树脂胶膜可以实现与ACTECH 1201快速固化预浸料的工艺匹配;通过单搭接剪切、滚筒剥离等力学性能测试,得出CTBN含量占环氧树脂体系15 wt%时,该胶膜粘接快速固化复合材料的单搭接剪切强度可达24.6 MPa,滚筒剥离强度可达55.7 MPa,比未使用胶膜时分别提高了36%和84%,均满足快速固化胶膜使用需求。

提高地铁车厢用胶膜合格率的研究

根据地铁高端客户要求,将以往SY-24B地铁车厢用胶膜的蜂窝滚筒剥离强度指标从30 N·mm/mm提高到45 N·mm/mm,据此要求,胶膜蜂窝滚筒剥离强度合格率仅为74%。采用多元回归方法和拟合线图方法分析生产流程,并进行实验室验证,找到影响剥离强度的关键因素。通过控制关键因素,改善流程,提高合格率。