RTM环氧树脂用新型定位胶黏剂的研制

本文研制了一种与3266环氧树脂相匹配的LSD型定位胶黏剂,以应用于复合材料树脂传递模塑技术中预成型体的制备,其主要的特点是仅依靠定位胶黏剂的黏度变化即可起到预定型作用。通过对定位胶黏剂与3266树脂的相容性及其定位效果的分析确定了预成型体的制备工艺,同时研究了加入定位胶黏剂对复合材料层间剪切性能的影响。结果表明,所研制的定位胶黏剂在满足定位效果的同时,可以与基体树脂有很好的相容性,不会对其复合材料制件性能产生明显的影响。

一种中温定型剂及其RTM预制体性能

研究了ES-T321定型剂及其配对的RTM专用环氧树脂3266的混合使用性能(如相容性、流变性和热性能等)。ES-T321可以制备成丙酮溶液或粉末定型材料,使用方便。ES-T321的熔点比3266树脂的RTM注射温度窗口高,具有较好的抗流动冲刷性能,能够保证定型织物在树脂注射时不被冲散。ES-T321在3266树脂的固化温度下能溶解在树脂中,并与3266的固化剂反应。加入定型剂对树脂混合体系的热性能几乎没有影响。定型处理的预成型体的回弹效应小,溶液法定型的预成型体的回弹比粉末法更小。

RTM双马树脂用定型剂研究

本文对ES-T541定型剂的状态、流变性能、凝胶时间和热性能进行分析。并且对ES-T541定型刑与RTM专用双马树脂的相容性,对双马树脂的热性能、固化反应和碳纤维复合材料性能的影响进行研究。研究结果表明,ES-T541定型剂可用溶液法和粉末法定型纤维,能相容双马树脂,对树脂及复合材料性能没有负面影响。

RTM复合材料的增韧技术研究

本体增韧和"离位"增韧是提高复合材料韧性的主要增韧技术,在RTM复合材料中也有大量应用。本文分别对EH301树脂进行本体增韧和"离位"增韧设计,并对改性前后树脂及其复合材料的流变特性、耐热性、冲击后压缩强度和其他力学性能进行分析,对比两种增韧技术在RTM复合材料中应用的优缺点。同时,结合扫描电子显微镜(SEM)观察PA毡的定型状态,研究定型工艺对复合材料力学性能的改善效果。结果表明:相比于本体增韧,"离位"增韧技术工艺性好,增韧效果显著,更适用于RTM复合材料体系的增韧,缺点是会降低复合材料的压缩强度和层间剪切强度。通过提高定型工艺时间和温度,改善PA毡与树脂的界面结合力,能够降低这种负面影响。

新型RTM预成型体用定位胶黏剂的研制

研究了与5284树脂体系相匹配的2种定位胶黏剂LSG-1和LSG-2,以应用于复合材料RTM制备工艺。分析了5284树脂体系的基体树脂特性与固化工艺条件,初步确定了定位胶黏剂的配方。研究了定位胶黏剂与基体树脂的黏度特性和相容性,确定了预成型体的制备工艺。通过U型回弹、压缩回弹与金相观察分析了定位胶黏剂的定位效果及产生不同定位效果的原因。研究了加入定位胶黏剂预成型体的渗透特性及其复合材料制件的力学性能。结果表明,LSG型定位胶黏剂与树脂基体匹配良好,可以使预成型体获得良好的定位效果,且不影响复合材料的性能。

热塑性定型剂对干铺丝-RTM工艺及力学性能影响

为了研究热塑性定型剂的添加对干铺丝-树脂传递模塑(RTM)工艺的影响,采用PA-6作为热塑性定型剂,通过T-剥离确定定型剂的质量分数,结合试验和工艺仿真,研究了定型剂对预制体面内渗透率的影响,并对其充模过程进行工艺仿真和分析,在此基础上研究了定型剂对环氧复合材料制品层间性能及韧性的影响。渗透率试验和仿真结果表明:加入定型剂后,纤维预制体的沿纤维和垂直纤维的面内渗透率分别降低了55.5%和52.0%;工艺仿真结果与试验结果一致,不同渗透长度下的注胶时间偏差均小于10%。力学性能试验结果表明:加入热塑性定型剂可显著提升环氧树脂复合材料的韧性,Ⅰ型和Ⅱ型层间断裂韧性分别提高了89.3%和54.1%,冲击韧性提高了18.7%,复合材料的层间剪切强度降低了23.6%。

定型剂对复合材料力学性能的影响

在对3266树脂工艺性研究的基础上,研究了定型剂含量对3186缎纹、827单向碳布/3266树脂基复合材料弯曲强度、层间剪切强度和模量的影响。结果表明:定型剂含量对复合材料力学性能的影响规律、定型剂最佳用量均对增强材料的织态结构有着很强的依赖性;在3186缎纹/3266树脂体系和827单向碳布/3266树脂体系中,定型剂用量分别为8%和5%时,定型剂的加入对复合材料的力学性能没有造成明显的劣化作用。

LCM成型工艺中纤维预成型技术研究进展

纤维预成型技术是LCM工艺的一个重要环节。对质量要求高、性能稳定、成本低、结构复杂的制品来说,这项技术尤为重要。本文总结了自上世纪90年代以来国内外关于LCM工艺中纤维预成型技术的相关报道,并对每一种纤维预成型体制备技术的原理、特点、缺陷等进行了全面的分析和概述。

复合材料液体模塑成型中纤维预成型体制备技术进展

总结了20世纪90年代以来关于复合材料液体模塑成型(LCM)技术中纤维预成型体制备技术的相关文献报道,指出LCM用纤维预成型体应满足的工艺性要求,且对当前国内外纤维预成型体的成型方法及其制备技术中应用的几种增粘剂进行了分析和概述,并对纤维预成型体制备技术的发展方向进行了展望。

一种适合于树脂传递模塑成型工艺的树脂基体及其碳纤维复合材料性能

选用一种液体改性芳香胺为环氧树脂的固化剂,得到了一种适合于树脂传递模塑(RTM)的高性能树脂体系。实验研究表明,该树脂体系在100℃时粘度仅为0.01Pa.s,在40℃时适用期在8h以上,Tg为107℃;其碳纤维复合材料抗剪切强度70MPa,抗拉强度1020MPa,抗张模量98GPa。说明该树脂体系粘度低,适用期长,玻璃化温度较高,与碳纤维的浸润粘接性好,可用作RTM成型工艺的高性能树脂基体。

Tackification of textile preforms for resin transfer molding

Tackified textile fiber preforms are used widely in resin transfer molding (RTM) to produce aerospace-grade composite parts. In the present study, a new tackifier was developed to improve RTM laminate performance. The influence of tackifier concentration on spring back, thermal properties and mechanical performance was studied .It has showed that the new tackifier was compatible with the matrix resin and improved the textile handling ability; the ILSS was slightly increased without decreasing of thermal properties, modulus and flexural strength.

不同经编织物对预成型体定型工艺性及渗透特性的影响

针对单轴、双轴、四轴三种不同国产T300碳纤维经编织物,通过对其预成型体进行定型效果、压缩特性和渗透特性试验,表征在相同的定型工艺及定型剂用量下,不同经编织物对预成型体定型工艺性及渗透特性的影响。结果表明:在C型回弹试验及厚度回弹试验中,织物表面铺撒相同质量分数的定型剂,四轴经编织物预成型体厚度回弹约1.2%,C型回弹6°,定型效果最佳。此外,纤维束宽和束间距的变化会引起定型效果的差异。厚度压缩试验表明,四轴经编织物的压缩性能最佳。面内渗透率试验表明,铺撒定型剂后四轴经编织物面内渗透率增加约15%。证实了铺撒相同质量分数定型剂后,四轴经编织物的树脂传递模塑成型工艺(RTM)性能优异,定型效果最佳。

定型剂对单轴向经编织物复合材料力学性能影响的试验研究

研究了真空辅助树脂注射(VARI)工艺中定型剂对环氧树脂的影响及其在织物表面的分布形式,以及定型剂用量对单轴向经编织物复合材料力学性能的影响,以确定最优的定型参数。采用示差扫描量热法(DSC)和扫描电镜(SEM)分别对加入不同用量定型剂的环氧树脂的玻璃化转变温度和相形貌进行分析,并测试了加入不同用量定型剂后复合材料的力学性能。结果表明:随着定型剂用量的增加,环氧树脂的玻璃化转变温度逐渐降低,且其相形貌逐渐由海岛结构经过双连续相结构到最后的相反转结构;室温下,随着定型剂用量的增加,织物表面定型剂的厚度及不均匀性增加,经过高温处理后,定型剂均匀分布在织物表面。定型剂用量对单轴向经编织物复合材料力学性能有较大影响,用量为20g/m2时,复合材料体系的综合力学性能最优。