真空导入模塑工艺树脂体系化学流变特性及流变模型

采用DSC热分析技术和黏度实验方法,研究了真空导入模塑工艺专用不饱和聚酯树脂体系(Palatal1777-G-4)的固化特性和化学流变特性,建立和对比了树脂体系的修正双阿累尼乌斯流变模型和工程黏度模型,并依据所建立的流变模型预报 Palatal1777-G-4树脂体系的真空导入模塑工艺操作窗口。对比结果表明：修正双阿累尼乌斯流变模型和工程黏度模型分别能较好地反映树脂体系凝胶点前的低黏度平台特性和凝胶点后的黏度变化规律,结合两模型可有效模拟树脂体系在不同工艺条件下的黏度行为,准确预报树脂体系的低黏度平台工艺窗口,为优化真空导入模塑工艺参数和保证制品质量提供科学依据。模型预测结果表明,Palatal1777-G-4 树脂体系在20～38℃温度范围内满足真空导入模塑工艺操作的基本要求,黏度低于300 mPa·s的工艺操作时间长于30 min。     

发射箱箱盖RTM树脂体系流变特性研究

目的 研究发射箱箱盖RTM树脂体系流变特性, 建立等温化学流变模型, 预测不同温度下低黏度平台所维持的时间, 为树脂传递模塑 （RTM） 工艺提供理论依据和质量保证。方法 采用旋转黏度计测试树脂体系动态黏度和静态黏度, 运用双阿累尼乌斯方程研究树脂体系等温黏度特性, 建立等温化学流变模型。结果 黏度特性显示, 树脂体系随时间的延长, 黏度不断增加, 且温度越高, 黏度增长越快。建立了等温化学流变模型方程。结论 等温化学流变模型理论模拟黏度值与实验结果相吻合, 并预测出树脂体系在50~90 ℃之间呈现低黏度平台, 符合RTM工艺要求。     

RTM专用双马来酰亚胺树脂体系化学流变特性

进行了RTM 工艺专用双马来酰亚胺(BMI) 树脂体系的化学流变特性及工艺过程研究。采用DSC 热分析技术和粘度测量手段, 研究了该树脂体系固化特性以及固化过程中粘度与温度的关系, 根据对等温粘度曲线的分析, 建立了双阿累尼乌斯粘度模型和工程粘度模型。对比所建立的两种粘度模型, 结果显示两种模型都可以适用于RTM 工艺注射阶段, 工程模型在粘度转折点附近的预测精度要优于双阿累尼乌斯粘度方程。同时建立了恒温温度-凝胶时间之间的数学关系。验证了所建立的工程模型在工程中的实用性, 并指出了工程粘度模型的使用范围在固化体系交联结构形成之前, 所建立的工程粘度模型能够有效地预测体系RTM 工艺的粘度变化和工艺过程, 为复合材料成型工艺模拟分析以及工艺参数的准确制定奠定了基础。      

低温固化双酚F型环氧树脂体系的化学流变模型

研究了用于真空辅助树脂传递模塑(VARTM)工艺的低温固化双酚F环氧树脂体系的化学流变特性,根据对等温黏度曲线的分析,建立了其工程黏度模型,并通过积分变换将模型推广到非恒温条件下使用。模型与实验结果具有良好的一致性。该体系固化产物玻璃化温度达111. 9℃,拉伸强度78.5 MPa,弯曲强度106 MPa。所建立的模型可有效地预测VARTM工艺的黏度变化和工艺窗口,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。     

一种预测反应性树脂体系黏度随时间变化关系的新方法

为了预测在固化度、温度和固化放热共同作用下, 树脂体系的黏度随时间的变化, 提出了一种确定反应性树脂体系黏度随时间变化关系的新方法。该方法从等温黏度-时间曲线和固化度-时间曲线出发, 分别得到黏度-固化度关系和黏度-温度关系, 从而将影响反应性流体黏度变化的两个主要因素温度和固化程度分离开来。基于反应性树脂体系的局部绝热假设, 将反应性树脂体系的固化放热引入到黏度变化关系中, 得到反应性树脂体系黏度在固化度、温度和固化放热共同作用下的黏度-时间关系。黏度预测值与用旋转黏度计测量值的黏度变化趋势具有高度的一致性, 可以应用此方法实现对实际环境中考虑固化反应热效应的反应性树脂体系黏度的预测。      

双酚A型环氧树脂/催化型固化剂体系的粘度模型

研究了催化型固化剂用量对双酚A型环氧树脂体系粘度变化的影响规律。根据对树脂固化特性和等温粘度曲线的分析,建立了树脂体系的工程粘度模型。该模型能够有效地预测体系的粘度-时间-温度关系,反映了固化剂用量对固化过程中体系粘度变化的影响规律,为复合材料成型工艺模拟分析及工艺参数的准确制定奠定了基础。      

利用时温等效原理修正的VARTM用双酚F型环氧树脂体系化学流变模型

研究了A40/DDM/DMTDA复合体系固化双酚 F型环氧树脂体系的化学流变特性, 建立了该体系在恒温和动态升温情况下的双阿伦尼乌斯黏度模型。以100℃ 为参考温度, 研究了该体系的时温等效效应, 通过转换因子a_T的偏移预测了其它温度点的黏度-时间曲线。并应用时温等效原理, 修正了所建立的恒温模型, 克服了原模型在黏度值较大时与实验值的偏差。修正后的双阿伦尼乌斯模型的黏度预测值在较大的黏度范围内与实验结果保持良好的一致性, 可有效地预测VARTM工艺过程的黏度变化, 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。      

不饱和聚酯树脂体系化学流变特性研究

采用DSC热分析技术和黏度实验方法,研究LSP-8020B不饱和聚酯树脂体系的固化特性和化学流变特性,建立与实验数据较为吻合的工程黏度流变模型.模型可揭示树脂体系在不同工艺条件下的黏度变化规律,定量预报树脂体系的低黏度平台工艺窗口,为该树脂体系真空导入模塑工艺参数优化和保证大型复合材料构件整体成型质量提供一定的科学依据.     

BMI-QC130双马树脂拉挤工艺

为了研究分析双马树脂的拉挤工艺特性和工艺参数,采用差示扫描量热法(DSC)研究了BMI-QC130双马树脂的固化反应动力学,建立了该BMI树脂的固化度预测模型,通过该预测模型得到的固化度预测值与试验值较为吻合,采用双Arrhenius方程建立了该BMI树脂的黏度预测模型,该黏度预测模型在温度低于120℃范围内具有很高的预测精度。根据所建立的固化度预测模型和黏度预测模型确定了BMI-QC130双马树脂的拉挤工艺参数为：胶槽恒温95℃,拉挤模具温度控制在200℃,出模后经过温度为280℃的烘道进行后固化。在此工艺条件下,成功地连续拉挤出碳纤维增强BMI-QC130复合材料样品。     

VARI用乙烯基树脂黏度特性及固化工艺研究

用乙烯基树脂体系对真空辅助成型工艺(VARI)进行了初步配方设计,研究了促进剂含量以及温度变化对树脂体系固化反应时间的影响,优选了树脂配方.采用旋转黏度计对树脂体系黏度-温度特性及黏度-时间特性进行了研究,结果表明:乙烯基树脂适用于VARI工艺.并结合差示扫描量热仪(DSC)测试结果,采用外推法,确定了三种树脂体系的固化工艺参数.     

Rheological behavior of a bismaleimide resin system for RTM process

The curing properties and rheological behavior of a bismaleimide resin system were studied with differential scanning calorimetry (DSC) analysis and viscometer measurements, respectively. A dual-Arrhenius viscosity model and an engineering viscosity model were established to predict the resin rheological behavior of this resin system. The two viscosity models were compared. The results show that the two models are both suitable for predicting the viscosity in the mold filling stage of resin transfer molding (RTM). However, the engineering model provides a more accurate prediction of the viscosity near the gel point. The effectiveness of the engineering viscosity model is verified both in isothermal and nonisothermal conditions. The limitation of the engineering model is that it cannot be used to predict the viscosity after cross-linking of the curing system. The engineering viscosity models can be used to predict the processing windows of different processing parameters of the RTM process, which is critical for the simulation and the optimization of composite manufacturing processes. Translated from Acta Materiae Compositae Sinica, 2006, 23(1): 56–62 [译自: 复合材料学报]     

LCM工艺用热固性树脂体系化学流变模型的研究进展

树脂与固化剂、促进刑等混合后组成树脂体系.单纯依赖实验方法测量树脂体系的黏度会造成人力和物力的巨大浪费,故引入化学流变模型来预测树脂黏度.简述了热固性树脂体系流变性能的实验流程,综述了适用于LCM工艺用热固性树脂体系的化学流变模型.这些模型包括双阿累尼乌斯模型、工程黏度模型、WLF模型、Fon-tana模型和Kiuna改性模型,同时评述了各模型的形式和特点.最后分析了现有化学流变模型的不足,指出综合考虑温度和固化程度因素、适用范围更广的化学流变模型将是未来的研究重点.     

钡酚醛树脂体系化学流变特性研究

在粘度实验和DSC热分析实验的基础上,对用于RTM工艺的钡酚醛树脂体系的化学流变特性进行研究,并根据双阿累尼乌斯方程建立树脂体系的流变模型。模型与实验结果具有良好的一致性。模型可揭示树脂体系在不同工艺条件下的粘度变化规律,定量预报RTM工艺树脂的低粘度平台工艺窗口,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优化提供必要的科学依据。     

Chemorheology of epoxy resin

A secondary hydroxyl group containing epoxy resin was reacted and cross-linked with polyurethane (PU). This PU-cross-linked epoxy resin was cured with a tertiary amine and the viscosity and dynamic mechanical properties were determined by a cone-and-plate rheometer. A dual Arrhenius viscosity model was modified to predict the viscosity profile with time before gelation during non-isothermal curing, and the calculated values coincided with the experimental data. The activation energy of this system (NCO/OH ratio=30 mol%) calculated by the modified model was 13kcal mol^–1 for the initial region, and 16.8 kcal mol^–1 for the final region. After gelation, the dynamic complex modulus was correlated to the reaction kinetics according to the rubber elasticity theory, and the activation energy calculated was 5.2 kcal mol^–1. These activation energies are all lower than those of the unmodified epoxy resin system. Consequently, the reaction rate of the PU-cross-linked epoxide system was less affected by temperature than that of the unmodified epoxide system. It was also found that the rate of increase of viscosity and dynamic moduli decreased with increasing PU content. The gelling point was estimated by rheological measurements.