AS4碳纤维及复合材料

对美国Ｈｅｒｃｕｌｅｓ公司的ＡＳ４碳纤维的常规性能及其环氧复合材料性能进行了研究，认为ＡＳ４性能基本上与国内应用较广的Ｔ３００碳纤维性能相当。有较大的推广使用价值。     

RTM用6421BMI树脂性能对时间的依赖性研究

主要研究了树脂传递模塑成型(RTM)用6421双马来酰亚胺(BMI)树脂在室温和低温两种不同储存条件下长期储存后的性能对时间的依赖性.用红外光谱仪检测了6421 BMI树脂体系化学状态对时间的依赖性;用差示扫描量热仪检测了6421 BMI树脂体系反应活性对时间的依赖性;用流变仪检测了6421 BMI树脂体系粘度对时间的依赖性.结果表明,储存条件对RTM用6421 BMI树脂的性能影响不大;该BMI树脂在室温和低温储存6个月后,主体化学状态未发生大的改变,其反应活性降低,但该树脂在注射温度(110℃)下至少仍有6 h的适用期.     

织物预成型体厚度方向渗透特性研究

以达西定律为基础,研究了不同类型织物的织物层数、定型剂质量分数以及铺层角度对织物预成型体厚度方向上渗透性能的影响.实验结果表明,在一定的定型剂质量分数下,测试流体在垂直方向上的流动基本为稳态流动,大体受Darcy定律控制.随着织物层数的增加,流体流速减小,预成型体厚度方向渗透率逐渐增加.随定型剂质量分数的增加,厚度方向渗透率表现出先增大而后又减小的趋势,而且织物的铺层角度对预成型织物厚度方向渗透率也具有较大影响.     

复合材料RFI成形用树脂膜的成膜工艺性研究

针对先进复合材料树脂膜渗透成形技术(RFI)中的树脂膜,分析了其成形的基本过程,在测定树脂体系的基本粘度-温度关系基础上,采用树脂膜/离型纸的拉伸剪切实验方法测定了树脂膜的拉伸剪切强度,研究了树脂膜在不同温度及速度下的剪切载荷-位移关系及内聚破坏及界面破坏的转变温度范围.结果显示,破坏形式的转化是决定剪切强度-温度依赖性的关键.确定了实验树脂体系的成膜工艺区间的下限.     

RTM成型过程中树脂/纤维界面性能表征及分析

通过测试树脂的表面张力、碳纤维的表面能以及树脂与纤维动态接触角来分析RTM成型过程中树脂/纤维界面性能,并对比分析了树脂对涂覆溶液定型剂前后的纤维浸润性能的影响。结果显示,随着温度升高,树脂表面张力降低,纤维的表面能升高,使得树脂/纤维的动态接触角变小,利于树脂浸润单丝纤维;树脂对涂覆溶液定型剂后的碳纤维织物浸润较为困难。     

预定型平纹织物的剪切模型

预定型织物是一种用于纺织复合材料液态成型的新型材料, 可以提高复合材料构件的形状精度和尺寸精度。由于织物中存在定型剂, 使织物材料的性能发生改变。基于像框剪切试验, 建立预定型平纹织物剪切变形的理论模型。与干态织物相比, 重点分析了预定型织物中纱线的弯曲刚度和纱线摩擦系数的变化对剪切性能的影响; 同时模型中考虑了剪切过程中纱线轴向力的变化对剪切性能的影响。另外, 利用立式显微镜观察了在纱线挤压阶段纱线宽度变化的规律, 考虑了定型剂和织物结构对纱线宽度变化的影响。根据平衡方程得到预定型平纹织物的剪切模型, 通过与试验结果比较, 该模型可以较好地预测预定型平纹织物的剪切变形性能。      

高性能双组份环氧树脂固化动力学研究和TTT图绘制

用全动态DSC 研究了先进复合材料用高性能双组份环氧树脂的固化反应动力学, 获得了固化反应的动力学参数, 并建立了固化动力学的唯象模型。用恒温DSC 和动态DSC 结合DiBenedetto 方程研究了树脂玻璃化转变温度和固化度之间的关系, 并给出了玻璃化转变温度T_g和时间t 及温度T 之间的数学关系。通过DMA 研究了树脂恒温下的凝胶过程, 给出了凝胶时间tgel 和凝胶温度T 之间的关系, 回归得到凝胶时的固化度为α_gel =0.4539 , 并以此计算出了T_g ,gel = 70. 18 ℃, 为工艺选择提供了依据。并在此基础上绘制出了该树脂体系的TTT图, 提出了将TTT 图用于工艺优化的思路, 并做了初步验证。      

热固/热塑复相增韧体系及其先进复合材料的研究

针对热固／热塑复相体系的相结构，相演变及增韧效果，评价了这些复相树脂基体用于先进炭纤维复合材料的增韧机制与影响因素，指出了目前国内外研究工作的局限及不足，尤其结合本实验室的研究工作，介绍了我们自己的实验结果及观点，指出了下一步的研究方向及限制条件等。     

复合材料结构-功能一体化技术与吸能结构的研究

复合材料的结构一体化技术包括结构整体化和结构-功能一体化两个方面.复合材料吸能结构属于典型的结构-功能一体化结构.以复合材料管形件为基础,发现提高管形件轴向性能如增加编织结构的轴向纤维纱数,或调整预浸料复合材料铺层尽可能地平行于轴向,或提高复合材料层间韧性(即高CAI值)等,都有利于提高吸能效果.在整体化制造方面,研制和验证了织物复合材料正弦波梁的液态成型制造技术.     

双马来酰亚胺树脂基二维编织复合材料结构件性能研究EI

通过对RTM成型二维双马来酰亚胺(BM I)树脂基编织复合材料盒型试样件进行压缩性能测试,分析发现其具有明显的各向异性,而且结构件的性能不仅与材料本身性能有关,而且与结构件的结构也有很大关系。