5228环氧树脂体系化学流变特性研究

本文对5228环氧树脂体系的化学流变特性进行研究。采用DSC热分析技术和粘度测量手段,研究该树脂体系固化特性和固化过程中粘度与温度的关系,根据对等温和动态粘度曲线的分析,建立了工程恒温粘度模型,通过积分变换将模型推广到非恒温条件下使用,验证了所建立的粘度模型在工程中的准确性。所建立的工程粘度模型能有效地预测体系热压工艺的粘度变化和工艺窗口,具有工程实用性,为复合材料成型工艺模拟分析及工艺参数的确定奠定了基础。     

碳纤维/芳纶浆粕摩阻复合材料初步研究

以丁睛橡胶改性酚醛树脂为基体,以碳纤维和芳纶浆粕为增强材料,研究了组分含量不同时的摩擦磨损性能。通过试验揭示了组分含量对摩擦磨损性能影响的规律,同时优化了具有良好耐热性、冲击韧性和摩擦性能新型无石棉摩阻复合材料的组分含量。      

电子束作用下树脂体系的固化行为

根据电子束固化复合材料树脂体系的原理,从引入辐敏性的基团入手,合成了含硅丙烯酸酯的活性稀释剂、芳香族酰亚胺活性单体、含丙烯酸的PMR型聚酰胺酸和单官能、双官能的马来酰亚胺单体。在此基础上,对合成所得到的产物和几种环氧树脂进行了辐射交联实验,并考察与分析了不同树脂的辐射固化反应行为。与此同时对合成所得产物进行了表征,对固化物性能进行初步测试。所得研究结果,对电子束固化树脂体系的进一步研究具有重要的参考价值。      

电子束固化环氧树脂温度效应影响因素分析

对环氧树脂电子束辐射过程中的温度特性进行了研究。利用实时3D温度场采集系统测定了辐射过程树脂体系的温度,探讨了环氧树脂化学结构、分子量、引发剂、稀释剂及其含量对体系温度的影响。结果表明,电子束作用于体系后,体系温度随辐射剂量的加大而升高,但当剂量达到某一值后,体系温度不再升高而保持恒定;此种热效应主要是由被辐射体系吸收高能电子能量引起的。树脂分子的吸电子能力取决于环氧树脂分子的化学结构,与分子量无关。加入稀释剂之后,体系会出现温度峰,且随着稀释剂含量的增多,温度峰峰顶温度升高。      

模压树脂传递工艺成型制品的基本力学性能研究

本实验研究了基体中填料含量变对该工艺制得的复合材料的拉伸、弯曲等力学性能的影响,并对手糊、ＲＴＭ和模压树脂传送递三种复合材料成型工艺作了综合比较。     

风机叶片RTM 工艺模拟分析及其优化

利用RTM 模拟仿真系统对风机叶片的RTM 充模过程进行了三维模拟, 以优化其成型工艺方案。通过比较和分析叶片根部线注射和侧面线注射两种注射方式的模拟结果, 确定侧面线注射为最佳注射方式。通过比较8 个侧面注射位置的模拟结果, 优化得到最佳的注射位置、合理的溢料口位置以及选择溢料口的依据。模拟优化的RTM 工艺方案为: 叶片侧边线注射, 注口位置在距根部500 mm 处, 3 个溢料口分布在叶片根部和尖端。实际制造中采用此方案得到了满意的产品, 模拟优化RTM 工艺大大降低了复合材料构件的制造成本, 为其他类似构件的合理制备和优化设计提供了参考依据。      

纤维堆积体厚度方向浸渗特性

使用自行设计的夹具对纯树脂沿纤维织物厚度方向的毛细浸渗行为进行了初步研究。通过改变温度、纤维体积分数、纤维类型以及铺层方式,研究了树脂对纤维织物的毛细浸渗规律,并研究了纤维表面浸润剂的影响。结果表明:升高温度和减小纤维含量均有利于提高浸渗速率;而铺层方式的改变对浸渗规律的影响甚小。      

零吸胶工艺复合材料层板成型质量与预浸料特性关联分析

针对3种国外产碳纤维/环氧预浸料,测试表征了预浸料的工艺特性,并采用热压罐零吸胶工艺制备了复合材料层板,考察了工艺条件对层板厚度和内部缺陷的影响,分析了成型质量与预浸料特性之间的关联性,进一步研究了层板弯曲性能、层间剪切性能对成型质量变化的敏感性。实验结果表明,由于零吸胶工艺树脂流动受到很大限制,预浸料树脂含量不均容易造成所成型层板厚度不均、表面不平整,另外,预浸料树脂流动性小的体系在层间容易出现明显富树脂现象;零吸胶工艺夹杂空气主要在真空作用下通过铺层内的通道排出,因此预浸料气体渗透率和成型封装方式对孔隙缺陷有重要影响;实验范围内,工艺条件的改变没有显著影响所成型层板的短梁剪切性能和弯曲性能。研究结果对于预浸料选择和国产高性能预浸料的开发具有重要参考价值。     

用DMA研究环氧预浸料的等温固化过程

采用动态力学分析法(DMA)对648环氧预浸料的等温固化过程进行了表征分析。以储能模量E′的相对增长率作为动态力学性能增长的指标,研究了不同恒温温度下E′的增长规律,并用Hsich非平衡热力学涨落理论、Avrami方程和等转变率 3种方法研究了预浸料的等温固化动力学。结果表明：648环氧预浸料等温固化过程中E′的增长分为高温和低温2种增长模式,低温下包含一个高温下没有的模量增长的过渡阶段,该阶段与测试频率具有明显的相关性。Hsich非平衡热力学涨落理论、Avrami方程可以对648环氧预浸料等温固化过程储能模量的相对变化进行分段描述。对活化能的计算结果表明,不同温度范围内恒温储能模量增长过程中活化能的数值及其变化趋势不同。     

铁基非晶条带-玻璃纤维混杂复合材料力学特性

针对铁基非晶条带-玻璃纤维混杂增强树脂基复合材料,研究了表面处理、热处理对非晶条带力学性能的影响,在此基础上选取了适宜的树脂基体,制备了混杂复合材料,测试了基本力学性能并分析了破坏模式。结果表明：酸蚀表面处理对条带的拉伸性能影响很小,但改变了条带的表面形貌和表面能,从而提高了条带与树脂的粘结性能;混杂复合材料纵向拉伸弹性模量符合混合定律,横向拉伸弹性模量主要由非晶条带贡献,并且非晶条带的承载对混杂复合材料的横向拉伸强度起到了一定的作用;弯曲破坏和剪切破坏均产生受压侧纤维层与非晶条带的分层以及纤维断裂。