电子束辐射固化环氧树脂的动态力学分析——辐射剂量、引发剂用量及热处理的影响

对电子束辐射固化的环氧树脂进行了动态力学分析。通过对不同样品凝胶含量、内耗tanδ及动态模量变化趋势的研究,得到电子束辐射剂量、引发剂用量和热处理等因素对环氧树脂辐射交联反应的影响规律。辐射剂量的增加使环氧树脂凝胶含量、玻璃化温度T_g及高温模量有所增加,但增长幅度在高辐射剂量下逐渐变小,且树脂交联体系的不均匀性随辐射剂量增大而有所增加。低剂量辐射下,环氧树脂固化物的玻璃化温度及高温模量随引发剂用量增加而增大,高辐射剂量下,引发剂的用量存在最佳值。经过热处理后辐射样品的交联程度得到提高,当热处理温度超过引发剂的热分解温度时,树脂体系中会存在因热固化反应而形成的局部交联网络。     

增强纤维对环氧树脂基体电子束固化特征的影响研究

通过研究增强纤维对环氧树脂的电子束辐射固化区域增长形貌及固化度梯度变化的影响发现:未经处理的碳纤维与树脂混合体系经辐射固化后,在纤维根部存在明显空隙。碳纤维经过硝酸处理后,树脂与纤维间的界面结合明显改善。加入增强纤维后,树脂体系的辐射固化层厚度和凝胶含量均有所下降,其下降幅度随纤维含量增加而变大,碳纤维的影响作用大于玻璃纤维。与纯树脂体系相比,纤维树脂混合体系在靠近电子束辐射表面处的凝胶含量随辐射深度增加现象不明显。     

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。      

稀释剂对环氧树脂电子束辐射固化性能的影响

对分别加入4 种稀释剂的双酚A 环氧树脂和酚醛环氧树脂的电子束辐射固化性能进行了研究。分析了稀释剂种类及含量对环氧树脂体系辐射产物的固化度、固化均匀性、固化区域大小及其动态力学性能的影响规律。结果表明: 电子束固化环氧树脂体系中加入稀释剂后, 辐射产物的固化度、玻璃化转变温度及储能模量有所下降, 但固化均匀性得到提高; 加入稀释剂的环氧树脂电子束固化区域的厚度均小于未加稀释剂树脂, 而底面直径却大于未加稀释剂树脂; 随着树脂中实际稀释剂含量的增加, 电子束固化环氧树脂固化度逐渐降低, 固化层厚度减小, 固化区域的底面直径先增加后减小。      

先进纤维增强复合材料在大型客机上的应用现状

先进纤维增强复合材料的研究开发与工程化应用一直是航空领域的一项重要工作。纤维增强复合材料具有低密度、高强高模以及优异的可设计性和耐疲劳等特点,使复合材料航空结构具有显著的应用优势。民用航空产业的发展,特别是新一代大型民用飞机的成功研制和商业运营,带动和促进纤维增强复合材料产业和相关技术的飞速发展。纤维增强复合材料在新一代大型客机上的成功应用,为未来商用飞机的研制确立新标杆。简要介绍纤维增强复合材料在大型民用飞机上的应用现状和目前面临的若干问题。     

电子束固化环氧树脂的物理过程及固化厚度的分析

对环氧树脂电子束辐射固化的物理过程进行了分析,研究了辐射剂量、引发剂用量、树脂分子量及其分布,以及化学结构对固化厚度的影响。研究结果显示,环氧树脂体系在电子束辐射后形成围绕入射中心均匀扩展的固化区域,随着辐射剂量的提高,树脂辐射固化厚度的增加幅度变小。引发剂用量增加,辐射固化厚度呈现一种先上升后下降的趋势。提高辐射剂量,树脂分子量对固化厚度的影响减小,固化厚度的增加幅度与树脂的分子量分散性成反比。对于分子量相近而结构不同的环氧树脂,酚醛型环氧树脂在低辐射剂量下的固化区域较大,双酚A型环氧树脂的固化厚度随辐射剂量提高有较大幅度增加,脂环族环氧树脂的固化区域相对较小。