高温固化树脂的增韧设计

本文综述了热塑性树脂对于环氧树脂、双马树脂和氰酸酯树脂等高温固化体系的增韧改性研究工作.热塑性树脂增韧设计的方法之一使用带反应性官能团的热塑性树脂,以期望热塑性增韧剂能够参与固化体系的反应.另一种增韧设计的方法是通过热塑性树脂在热固性树脂体系中以各种各样的分布方式来获得显著的增韧效果,例如“层间增韧”和“离位增韧”技术.对于这些增韧技术的不断探索与改进,有助于获得在高低温环境下都具有良好韧性的热固性材料.     

碳纤维复合材料超声振动辅助RTM工艺的浸润特性

研究了织物类型、纤维体积分数和超声振动对树脂在碳纤维织物中流动特性的影响规律,设计了超声振动辅助RTM工艺过程中单向渗透率测量装置,开展了16组渗透率测试实验,并结合COMSOL软件仿真分析了织物中的树脂流动特性。研究表明,在相同纤维体积分数水平下,斜纹编织物的纤维束间隙通道比平纹织物的更宽,2/2斜纹编织织物渗透率比平纹织物提高了约21.5%。纤维体积分数与织物渗透率呈负相关,其函数关系与半经验公式Kozeny-Carman(KC)方程吻合较好。树脂流动过程中加入超声振动,其超声空化效应、加速度效应和微射流效应作用于纤维丝束表面,提高了织物渗透率约58.2%。有限元仿真模拟了椭圆形和近矩形纤维束截面设计的织物模型的流动过程,结果发现近矩形纤维束截面高流速区域范围更广,流体向纤维布夹层浸渍的速度分量更大。超声作用于织物纤维可能带动纤维丝束蠕动,使纤维束截面趋于近矩形状,从而提高了树脂对纤维织物的浸润性。上述研究结果对优化碳纤维复合材料成型工艺和成型性能具有一定的指导意义。      

嵌入加强筋的缝合泡沫夹芯结构复合材料VARTM工艺树脂充填模拟及验证

在缝合泡沫夹芯结构复合材料的泡沫中嵌入轻质的加强筋板,可以在不增加缝合密度并且在只增加较少质量的前提下,增强复合材料制品整体的强度和刚性。文中对真空辅助树脂传递模塑成型(VARTM)工艺树脂在嵌入加强筋的缝合泡沫夹芯结构复合材料预成型体中充填过程进行模拟和验证研究。采用一种矩形流道模型代替沿加强筋与泡沫空隙间的树脂流动,并对其等效渗透率及孔隙率进行计算;通过PAM-RTM软件模拟了嵌入加强筋板的缝合泡沫夹芯结构VARTM工艺的树脂充填过程,并建立了流动可视化实验装置与模拟对比,结果表明模拟与实验相当吻合。而模拟与实验的结果均表明加强筋的引入可以在局部加强树脂沿厚度方向的流动,但是会延缓树脂对整个预成型体的充填。     

先进树脂基复合材料制造技术进展

国内先进树脂基复合材料制造技术经过30多年的发展,已初步形成以热熔预浸料制造、热压罐和树脂传递模塑(RTM)成型技术为代表的先进树脂基复合材料制造技术体系,所制备的先进树脂基复合材料已在航空领域得到大量应用.本文中主要介绍国内先进树脂基复合材料热压罐成型技术、RTM成型技术和自动铺放技术的最新进展以及先进树脂基复合材料制造过程模拟与优化技术,讨论了国内先进树脂基复合材料制造技术的主要发展方向.     

热塑性树脂改性热固性树脂体系固化反应诱导相分离研究进展

热塑性树脂改性热固性树脂,可以在不降低热固性树脂耐热温度的同时,大幅度提高改性材料的韧性.热塑性树脂改性热固性树脂体系初始是均相的,随着固化反应的进行,体系中两相的相容性下降,发生反应诱导相分离.介绍了固化反应诱导相分离的基本理论和研究进展,重点是近年来热塑性树脂改性热固性树脂体系固化反应诱导相分离的研究.     

缝合夹层结构复合材料树脂传递模塑成型工艺充模仿真

对复合材料与金属经缝合连接形成的夹层结构板的树脂传递模塑成型（RTM）工艺进行了充模模拟研究。首先通过实验和数值计算的方法,分别获得缝合夹层结构织物和芯层孔洞的渗透率;随后,建立能够反映缝孔内流动情况的二维和三维简化模型,进行RTM充模仿真,讨论不同工艺参数对成型流动的影响;最后通过成型实验验证工艺的可行性。缝线与孔洞直径之比为0.3~0.8时,孔洞渗透率随缝线直径的增大而减小,预制体织物渗透率与孔洞渗透率相差两个数量级;缝孔内容易产生缺陷,没有缺陷的区域随着注射压力的增加、孔洞密度和芯层厚度的减小而增大,在芯层表面沿每排孔洞单向开槽能够改善树脂在孔洞内的浸润;线注射时,树脂整体流动情况优于点注射,而点注射时,将进胶口设置在一角,能够减少表面干斑。     

树脂传递模塑成型工艺中嵌套效应引起渗透率变异的实验与数值模拟

树脂传递模塑成型工艺(RTM)中最重要的变形模式之一是厚度方向压缩。厚度方向压缩减小了织物预成型体的厚度,使织物预成型体局部结构形式发生改变从而引起嵌套效应。嵌套效应不仅会减少织物预成型体的厚度,增加纤维的体积分数并改变孔隙率,而且相邻织物层嵌套效应具有一定的空间分散性,从而使得织物预成型体渗透率具有变异性。本文针对低黏度树脂设计了一种实验装置用以测量局部渗透率的空间分散性,随后建立了随机嵌套单胞模型,利用ANSYS/CFX有限元软件实现了单胞填充浸润的数值模拟,通过流量分析获得局部渗透率,并研究了渗透率的统计分布。通过实验结果与数值模拟结果相对比,验证数值模拟结果的可靠性。最后,基于渗透率的统计分布建立了随机渗透率场,并进行填充浸润的数值模拟,通过与传统恒定渗透率的方法进行比较,证明该方法具有更高的先进性。研究结果可以对未来RTM工艺的稳健性优化提供依据。      

聚氯乙烯掺混树脂的合成与应用

采用不同体系分散剂、不同调粒剂用量合成了系列聚氯乙烯掺混树脂 .观察了掺混树脂在糊树脂加工中的作用 .结果表明 ,采用明胶体系及适量的调粒剂可获得颗粒均匀、光滑致密的聚氯乙烯掺混树脂 ;该种树脂可以改善糊树脂的加工性能和制品质量     

用于树脂传递模塑的高性能树脂基体EI

概述了树脂传递模塑（ＲＴＭ）技术的特点，用于ＲＴＭ技术的树脂基体的要求和树脂基体的发展概况。着重介绍高性能树脂基体。     

光固化快速成型用光敏树脂

光固化快速成型(SLA)技术是基于液态光敏树脂在特定波长紫外光或激光照射下发生光固化反应这一原理而发展起来的.介绍了光敏树脂的组成及其固化机理,针对各类光敏树脂的特点及其发展进行了探讨,并提出了SLA技术对光敏树脂的要求.     

热塑性树脂增韧酚醛树脂基复合材料研究

研究热塑性树脂的含量、端基、分子量对酚醛树脂基复合材料性能的影响，用扫描电镜观察增韧体系的断口形貌，对增韧机理进行了探索。结果表明，以热塑性树脂膜和固化后的酚醛树脂膜形成连续相、酚醛树脂固化球粒为分散相的“网膜-球粒”结构使酚醛树脂基复合材料的韧性提高。     

BMI用量对改性苯并噁嗪树脂性能的影响

采用BMI树脂对苯并噁嗪进行改性,采用DSC法研究了BMI树脂用量对苯并噁嗪体系反应特性的影响,制备了改性苯并噁嗪树脂固化物,对其耐热性进行了表征.结果表明,改性苯并噁嗪树脂体系,只有一个反应的放热峰,峰顶温度为232℃,且放热峰的峰顶温度与BMI的用量无关.改性苯并噁嗪体系的热稳定性与苯并噁嗪体系相比较为复杂,BMI...     

一种适用于树脂传递模塑工艺的双马来酰亚胺改性酚醛树脂

合成了一种双马来酰亚胺改性酚醛树脂，研究了加工性能，固化树脂的力学性能和耐热性。应用一种高温固化剂于该树脂体系中，并探讨了它对树脂性能的影响。制备了这类树脂与玻璃布的复合材料，评价了不同温度下的力学性能。结果表明，改性树脂具有适用于RTM工艺的良好加工性能，高温固化剂的使用能较大幅度地提高树脂的耐热性。在300℃下，复合材料的弯曲强度和保持率分别为73％和83％。     

RTM成型聚酰亚胺树脂的合成与性能研究

使用4-苯乙炔苯酐(4-PEPA),3,3',4,4'-二苯醚四酸二酐(ODPA),3,4-二氨基二苯醚(3,4-ODA),1,3-双(4-氨基苯氧基)苯(1,3,4-APB)和1,4-双(4'-氨基-2'-三氟甲基苯氧基)苯(6FAPB)分别合成了六种设计分子量为1250的聚酰亚胺低聚物RTM1-6,并对低聚物的熔体黏度及熔体黏度稳定性和热性能等进行了系统研究.实验结果表明,用含有醚键及氟原子的混合二胺合成的系列树脂,其熔体黏度较低,熔体稳定性较好,可用于RTM成型工艺.但树脂的玻璃化转变温度相对较低.     

RTM用高性能改性马来酰亚胺-三嗪树脂的研究

采用树脂转移模塑(RTM)工艺制备先进复合材料的关键是高性能树脂基体的选择.以N,N’-二氨基二苯甲烷双马来酰亚胺(BDM)、O,O′-二烯丙基双酚A(DBA)和双酚A型氰酸酯(CE)为树脂基体(简称为BD-CE树脂),以超支化聚硅氧烷(HBPSi)为活性稀释剂,开发了适用于RTM工艺的高性能改性树脂体系(mRTM)....     

烯丙基COPNA-BMI树脂的流变特性

研究了一种可用于固体润滑的烯丙基COPNA-BMI树脂的流变特性。在黏度实验和差热分析(DSC)实验基础上,并根据双阿仑尼乌斯方程,建立了与实验数据较为相符的化学流变模型,同时对树脂黏度进行了预测。结果表明,在120℃～160℃范围内,树脂的相对黏度特性符合双阿仑尼乌斯黏度方程,所建立的模型较好地表征了树脂的流变特性;树脂在温度小于120℃时固化反应迟缓,初始黏度较高;随着温度的进一步提高,树脂初始黏度降低,黏度随时间增长加快,在170℃左右黏度急剧上升;树脂比较理想的成型温度应选择在150℃左右。     

用于CIRTM工艺的环氧树脂酚醛树脂的固化工艺研究

采用动态差示扫描量热(DSC)法,研究了用于CIRTM工艺的E-44/GA327(DDM改性芳胺)环氧体系和苯并噁嗪酚醛树脂的固化过程,以及升温速率对固化体系DSC曲线的影响,并采用最佳固化温度外推法确定了两种树脂的最佳共固化制度。结果表明,苯并噁嗪固化反应表观活化能Ea为70.35kJ/mol,表观指前因子A为1.27×107s-1,反应级数n为0.897;E-44/GA327体系固化反应表观活化能Ea为44.04kJ/mol,表观指前因子A为1.78×104s-1,反应级数n为0.884。两种树脂的最佳共固化制度为140℃/240min+180℃/240min,按所确定的共注射树脂的固化工艺制备了浇铸体,苯并噁嗪和E-44/GA327的固化度分别达到了96.7%和98.3%,固化物力学性能良好,验证了固化工艺的合理性。     

水性油墨用环氧改性水性丙烯酸树脂的合成

介绍了一种环氧改性水性丙烯酸树脂的合成方法,并由改性树脂配制了水性凹版塑料油墨.讨论了亲水单体含量对树脂水溶性的影响和引入环氧丙烯酸酯含量对油墨附着牢度、复合牢度的影响,并经红外表征证明达到了环氧改性水性丙烯酸树脂的目的.实验表明,由环氧改性水性丙烯酸树脂配制的水性油墨,其性能技术指标达到或优于国家标准和实际应用要求,在凹版塑料油墨领域具有很大的应用价值和广阔的市场前景.     

RTM用双马来酰亚胺树脂流变特性研究

树脂粘度对于树脂传递模塑成型工艺而言是必要的参数之一。本工作对一种RTM用双马来酰亚胺树脂的流变特性进行较为系统的研究，并根据双阿罗尼乌斯方程，建立了与实验数据较为相符的化学流变模型，同时对该树脂进行牯彦预测．为确审该树脂的RTM工艺窗口提供了可靠的理论依据。     

烯丙基COPNA-BMI树脂的力学性能

以1-萘酚为单体、对苯二甲醇为交联剂在对甲苯磺酸的催化作用下合成缩合多核芳烃(COPNA)树脂,经烯丙基化处理后与二苯甲烷双马来酰亚胺(BMI)反应制备烯丙基COPNA-BMI共聚树脂,并对这种共聚树脂的力学性能进行了研究。结果表明,共聚树脂具有优异的力学性能,当烯丙基COPNA树脂与BMI质量比为1:1时,其拉伸强度、断裂伸长率、硬度和弯曲强度分别达76.8MPa、3.1%、28HV、160.7MPa;共聚树脂的拉伸断口微裂纹扩展区处出现了韧窝,显示出一定的韧性。