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.     

RTM工艺中温固化环氧树脂体系研究

通过对用于ＲＴＭ工艺的中温固化环氧树脂体系的固化工艺特性，粘度特性，ＤＭＡ特性及拉伸性能的研究，认为所研制的树脂体系性能基本满ＲＴＭ对树脂体系的工艺要求，并在此基础上还可对树脂体系做进一步改进。     

定型剂与树脂基体相容性的研究

测试了定型剂在RTM树脂中的溶解性能.研究了定型剂含量对树脂浇铸体弯曲强度、弯曲模量、冲击强度及玻璃化转变温度Tg的影响.结果表明,工艺用量的定型剂对树脂浇铸体不会产生劣化作用.     

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。      

炭布叠层针刺预制体性能分析

通过X-Y向拉伸强度、Z向剥离强力、NOL环整体拉伸强度表征预制体性能,研究了炭布叠层针刺预制体的结构特点.结果表明:X-Y向拉伸强度反映了针刺对连续纤维的损伤程度,其随针刺密度升高而降低.网胎面密度对Z向预制体剥离强力的影响规律性不明显,3 K炭布针刺预制体剥离强力高于6K和12K炭布针刺预制体,斜纹炭布针刺预制体剥离强力高于缎纹炭布预制体.NOL整体拉伸环破坏有完全断裂、褶皱式不完全断裂、层间剥离三种模式;3 K缎纹炭布针刺预制体NOL环拉伸强度最低,只有3 MPa,呈现整体拉伸完全断裂破坏模式;12 K缎纹炭布针刺预制体呈现层间破坏模式;6 K缎纹炭布针刺预制体的破坏方式为褶皱式不完全断裂模式,整体力学性能较好.相同工艺预制体环向拉伸强度远大于X-Y向拉伸强度.     

一种RTM 用苯并噁嗪树脂的工艺性及其复合材料性能

制备了一种可用于树脂传递模塑( RTM) 工艺的高性能苯并噁嗪共混树脂体系( BA21) 。研究了BA21 的注射工艺性, 确定了其固化程序, 并考察了采用RTM 工艺制备的BA21 基复合材料的基本力学性能。升温及恒温黏度测试结果表明, BA21 树脂体系能够用于RTM 工艺。依据修正的双阿累尼乌斯方程建立了与实验数据较为吻合的化学流变模型, 利用该模型可以选择合适的注射温度。通过不同温度下的恒温DSC 测试及修正的Kamal 动力学模型计算得到BA21 树脂体系的固化反应级数, 并确定后固化温度为200 ℃。采用RTM 工艺制得的玻璃纤维/ BA21 复合材料表现出优异的力学性能, 弯曲强度达600 MPa , 弯曲模量达30 GPa , 冲击强度达210 kJ/ m2 。      

定型剂对经编织物液态成型复合材料工艺性及其力学性能的影响

研究了双马来酰亚胺树脂定型剂含量对0°/90°双轴向经编织物(Non-crimp fabric,NCF)定型效果、液态成型工艺性、复合材料力学性能的影响。采用厚度回弹、C型回弹的方法表征定型效果;采用厚度压缩与偏轴拉伸实验表征带定型剂织物成型工艺性;并采用弯曲实验与层间剪切实验表征复合材料力学性能。实验结果表明定型剂的添加显著提高了NCF织物的预定型效果;经定型剂处理后NCF织物的面内剪切模量有了较大提高,抗剪切变形能力增强;添加定型剂对0°/90°双轴向NCF织物复合材料的力学性能影响不大,但在改善其工艺性的同时并不会降低其复合材料的力学性能。     

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。     

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。      

变密度针刺碳纤维预制体及其力学性能

设计了一种表层密度较低而里层密度较高的变密度无纬布/网胎层针刺炭纤维预制体。对制得的变密度预制体和恒密度预制体,通过用排水法测试比较预制体的实际密度和孔隙率,用扫描电子显微镜(SEM)分析变密度预制体预制体的切面结构,用毛管流动孔隙仪分析比较预制体孔径分布,通过万能力学强力仪测试比较预制体弯曲力学性能,并对其在CVI制备C/C复合材料过程中的优点进行了展望。     

RTM用环氧3266树脂体系化学流变特性的研究

本研究在基本的黏度实验和DSC热分析实验的基础上,采用双阿累尼乌斯方程研究了RTM用环氧3266树脂体系的化学流变特性,建立了相应的化学流变模型,模型与实验结果具有良好的一致性.模型揭示了该树脂体系在不同工艺条件下的黏度变化规律,定量预报了该体系的低黏度工艺窗口平台,为合理制定RTM工艺参数保证产品质量和实现工艺参数的全局性优化提供了必要的科学依据.     

碳纤维经编织物定型参数及渗透特性

研究了真空辅助树脂注射(VARI)工艺中含定型剂织物定型参数对织物压缩特性、渗透特性及其复合材料力学性能的影响,确定织物最优的定型参数。采用DSC和IR分别对织物表面定型剂的熔融特性和组成进行了分析,测试了不同定型温度下的压缩、渗透特性及复合材料力学性能。结果表明:此定型剂为含有环氧基团的低熔点聚合物;低于100℃时,随着定型温度的升高,织物的压缩厚度和渗透率均下降;100~140℃时,随着定型温度的升高,织物的压缩厚度基本无变化,渗透率有所提高,定型温度对力学性能基本无影响。     

复合材料厚壁连杆的RTM工艺模拟研究

采用数值模拟方法研究了一种复合材料厚壁连杆结构的RTM工艺过程,对比了其2D,2.5D,3D模型RTM树脂流动过程。结果表明3D模型模拟结果较为直观,能较准确地体现T接头处树脂三维流动的细节。对于本文所示的厚壁连杆结构,应采用3D模型来进行数值模拟,从而确定RTM成型的注胶口、出胶口位置及其他工艺参数。     

三维编织复合材料RTM工艺和力学性能

以气瓶、真空泵、热电烘箱组装了ＲＴＭ工艺装置，探索了三维编织碳／环氧６４８、碳／双马ＱＹ８９１１－ＩＶ成型的最佳温度、时间、压力等工艺参数，并用Ｘ射线对部分试质量谰定，研究了纺织工艺参数对力学性能的影响，结果发现随着编织角的增大，拉压模量和强度降低；编织角，尤其横向编织角影响泊松比；轴向纱能增加弹性模量和强度性能，减小泊松比。     

基于RTM工艺的纤维增强环氧树脂复合材料阻燃改性研究

制备了全新的阻燃定型剂DHQEP/ET3228,利用传统RTM工艺,实现了对纤维增强环氧树脂复合材料的阻燃改性。该定型剂的加入为预成型体提供出色的定型效果,回弹角测试中仅发生了1.24°的回弹,同时还可以有效提升复合材料的阻燃性能（LOI可达36.8%）。另外,阻燃定型剂可以参与环氧树脂的固化反应,使得阻燃定型剂的添加对复合材料的界面性能影响较小,保持了复合材料良好的层间剪切性能。