大型碳纤维复合材料风机叶片成型工艺与发展

本文介绍了风电叶片的纤维增强材料、基体、结构芯材、胶粘剂及辅助材料,同时重点总结了树脂转移模塑（RTM）成型工艺、模压成型工艺和最新的Flex成型工艺在碳纤维复合材料（CFRP）风电叶片的应用进展。通过结合国内外风电的研究现状,分析了CFRP在风电领域的应用与发展。     

碳纤维复合材料天线用树脂基体的应用研究

叙述了制造高精度碳纤维复合材料天线用树脂基体的应用研究情况,它以电子级环氧树脂为基础,加入增韧剂,固化剂等成成,批量生产表明,其综合性能良好。     

环氧树脂/碳纤维复合材料的成型工艺与应用

介绍了环氧树脂(EP)/碳纤维(CF)复合材料的特点及其应用;总结了EP/CF复合材料的成型工艺及每种成型工艺的优缺点。指出随着CF制备技术、表面处理技术,以及EP制备技术和固化工艺的发展,采用环保、简便、快捷且价廉的成型工艺生产性价比更高的EP/CF制品是EP/CF复合材料的发展方向。     

Nomex蜂窝夹层复合材料的成型工艺研究

针对Nomex蜂窝填充双马树脂基复合材料夹层结构在固化成型过程中易出现的蜂窝芯边缘塌陷问题进行研究。通过采用不同的成型工艺方法,以及对共固化工艺参数进行调整,研制出相应的双马来酰亚胺树脂基碳纤维/蜂窝夹层结构层板,并且对夹层结构的力学性能、内部质量以及平面拉伸性能进行测试。在此基础上分析了成型压力参数对夹层结构质量的影响。相关工艺试验表明蜂窝芯塌陷的原因主要是固化过程中蜂窝芯边缘的滑移引起的蜂窝局部失稳,通过采取分步成型、蜂窝先胶接后修型的方法能够有效地解决Nomex蜂窝夹层结构填充双马树脂基复合材料结构成型过程中的蜂窝芯塌陷问题。     

真空辅助成型工艺(VARI)研究

VARI在低成本成型工艺中起着很重要的作用，本文将介绍它的特点、制造、性能以及在国内外的应用。     

碳纤维增强环氧树脂复合材料的液体成型及其性能研究

本文研究了不同温度下RIM145树脂的粘度和适用期,分析了不同温度下RIM145树脂和碳纤维单丝之间的浸润性;并以碳纤维单向布为增强材料,采用真空辅助灌注成型工艺制备了碳纤维增强环氧树脂(CF/EP)复合材料,研究了复合材料的力学性能,对层间剪切试样剖断面形貌进行了SEM分析,并研究了使用VAP单向透气膜辅助真空灌注成型工艺对CF/EP复合材料厚制件灌注质量的影响。研究结果表明,RIM145树脂基体在50~70℃粘度低、适用期长且树脂与碳纤维单丝之间的浸润性良好,适用于CF/EP复合材料的真空辅助灌注成型工艺;灌注的CF/EP具有良好的力学性能,树脂和纤维具有中等粘结强度界面,采用VAP单向透气膜辅助真空辅助灌注成型工艺可降低CF/EP复合材料的孔隙率。     

一种适合于树脂传递模塑成型工艺的树脂基体及其碳纤维复合材料性能

选用一种液体改性芳香胺为环氧树脂的固化剂,得到了一种适合于树脂传递模塑(RTM)的高性能树脂体系。实验研究表明,该树脂体系在100℃时粘度仅为0.01Pa.s,在40℃时适用期在8h以上,Tg为107℃;其碳纤维复合材料抗剪切强度70MPa,抗拉强度1020MPa,抗张模量98GPa。说明该树脂体系粘度低,适用期长,玻璃化温度较高,与碳纤维的浸润粘接性好,可用作RTM成型工艺的高性能树脂基体。     

不饱和聚酯树脂新型固化体系的研究

本文介绍一种不饱和聚脂新型固化体第系（引发剂W#及贮存调节剂VI#）,该体系在70－100℃固化,固化物具有较高的综合性能,良好的工艺性。树脂在室温（25℃）存放期为10小时以上,可用于袋压成型工艺。     

真空辅助树脂注射成型(VARI)研究进展

复合材料低成本制造工艺中,VARI是一种很重要的成型技术,本文对VARI的优点、难点、专用树脂体系、成型方法、树脂分配系统、树脂流动模拟及其国内外应用进行了综述.研究表明,VARI作为一种复合材料的低成本成型技术,已得到广泛应用,尤其是大尺寸、大厚度制件的制造.发展VARI工艺对于降低复合材料的制造成本、扩大复合材料的应用范围有很大作用.由于VARI常用于大尺寸结构件的制造,树脂充模过程的精确模拟对制品质量至关重要,目前国内对此研究仍停留在初级阶段,该方面研究需要引起重视.     

碳纤维/改性环氧树脂复合材料的制备与表征

采用手糊成型工艺制作碳纤维复合材料(CFRP),选用T-700碳纤维为增强体,用气相氧化法对其进行表面处理,选用双马来酰亚胺(BMI)改性的耐高温环氧树脂为树脂基体。结果表明,碳纤维经过表面处理后,其表面与基体树脂的接触角由116.8°下降到50.5°,并且表面出现条纹沟槽,改善了碳纤维表面对基体树脂间的界面性能。同时,玻璃化转变温度提高了4.0%,热分解温度提高了1.9%。     

碳纤维增强环氧树脂基复合材料的性能研究

研究了WBS-3环氧树脂固化体系的反应特性,分析了该固化体系浇铸体的性能;并以碳纤维(T-700S)为增强材料,采用手糊成型螺栓加压工艺制备了WBS-3/T-700S复合材料,研究了复合材料的常温力学性能、高温力学性能、水煮后力学性能和动态力学性能,并对弯曲断面进行分析。研究结果表明,WBS-3树脂基体黏度低、适用期长且韧性好,适合于手糊成型、缠绕成型等低成本制造工艺;由此制得的WBS-3/T-700S复合材料具有优良的力学性能和耐高温性能,其弯曲强度为1434MPa,拉伸强度为1972MPa,剪切强度为76.1MPa,玻璃化温度(Tg)超过210℃;该WBS-3/T-700S复合材料具有很好的界面粘接性(树脂对纤维的浸润性良好)、较低的空隙率且纤维分布均匀。     

热固性树脂基防火涂料的研究

讨论了不同单组分树脂基体和树脂复配体系以及树脂用量对防火涂料性能的影响。确定以不饱和聚酯树脂和环氧树脂为树脂基体,以聚磷酸铵、三聚氰胺和季戊四醇为防火助剂,辅以填料和其他助剂,配制膨胀型防火涂料。实验结果表明,当树脂基体的质量分数为28%,涂层厚度为1.90 mm的条件下,涂料的防火性能最好,耐燃时间超过210 min。     

桦木纤维/不饱和聚酯复合材料制备与性能研究

采用硅烷偶联剂、乙醇和水等分别对桦木纤维(BF)和回收纸浆纤维进行表面处理,并分别将改性纤维作为不饱和聚酯树脂(UPR)的增强材料,制备相应的BF/UPR复合材料。研究了不同改性方法对复合材料界面性能的影响。结果表明:不同纤维种类、不同纤维表面处理方法和不同纤维用量对复合材料的界面性能、力学性能等影响较大;经硅烷偶联剂处理后的BF,可有效改善BF与UPR之间的界面相容性;当w(偶联剂处理BF)=16%时,相应复合材料的拉伸强度和冲击强度比纯UPR体系分别提高了31.0%和28.5%;在制备回收纤维/UPR复合材料之前应先对回收材料进行筛选,并且应优先选择对UPR基体树脂具有明显增强作用的回收纤维。     

不饱和聚酯荧光材料研究

选用铕掺杂的硫化钙和铈掺杂的钇铝石两种稀土掺杂的无机荧光剂,并合成了一种含铕的稀土有机荧光剂,通过在不饱和聚酯树脂(UPR)固化过程中加入荧光剂制备了具有荧光性能的复合材料。研究了荧光剂种类及用量对复合材料荧光性能的影响。结果表明,荧光剂在UPR中保持着原有的荧光性能,加入荧光剂后复合材料可以在可见光或紫外光的激发下发出较强的红色或黄绿色荧光,复合材料产生的荧光主要取决于稀土离子的种类,含铈的荧光材料发出黄绿色荧光,含铕的荧光材料发出红色荧光。复合材料的发光强度随荧光剂含量的增加而增强,并在1%～2%处达到最大。     

风电叶片用EP胶粘剂的研究

以不同增韧剂改性EP(环氧树脂)为基体树脂,采用曼尼希改性胺为固化剂制备了不同改性EP胶粘剂。研究结果表明:当增韧剂为聚氨酯(PU)预聚体时,相应的改性EP胶粘剂的粘接性能优异;在上述体系中加入玻璃纤维增强填料后,相应的改性EP胶粘剂的综合力学性能和粘接性能俱佳,其拉伸强度超过75.00 MPa、拉伸模量超过4.00 GPa、断裂伸长率超过4.00%且90°剥离强度超过10.00 kN/m,属于高韧性EP胶粘剂,并且完全满足风电叶片的使用要求。     

稀土荧光粉/不饱和聚酯树脂复合材料的性能研究

本文以不饱和聚酯树脂、稀土荧光粉等为原材料制备稀土荧光粉/不饱和聚酯树脂复合材料,通过控制荧光粉加入量,研究稀土荧光粉对不饱和聚酯树脂性能的影响。实验表明:经机械混合和超声分散能将荧光粉均匀地分散于树脂基体中并且不存在发光猝灭现象;随着荧光粉添加量增加,复合材料发光性能逐渐增强;当荧光粉的加入量为质量分数10%时,复合材料的力学性能最好。     

风力发电机叶片用环氧乙烯基酯树脂

简述了国内外风力发电发展概况及风机叶片成型工艺及要求,研制了风力发电机叶片用MFE-VARIM-200环氧乙烯基酯树脂,对该树脂的粘度、凝胶时间、固化收缩率及固化物的力学性能等进行了测试。结果表明,该液体树脂的粘度(25℃)<0.2 Pa.s,凝胶时间(随环境温度调节引发剂用量)>2 h,线收缩率<0.3%,可以满足真空灌注成型工艺的要求,固化物的力学性能可满足风力发电机叶片对基体树脂的要求。     

ATPU和蒙脱土复合增强不饱和聚酯的研究

用插层聚合法制备了不饱和聚酯（UPR）／丙烯酸酯封端聚氨酯（ATPU）／改性蒙脱土（OMMT）复合材料，探讨了ATPU和OMMT对复合材料的性能和形态的影响。结果表明，随着ATPU用量的增加，复合材料的冲击强度迅速提高，但复合材料的拉伸强度、弯曲强度、巴氏硬度和热变形温度降低；当OMMT少于质量分数3％时，UPR的冲击强度、拉伸强度和弯曲强度随OMMT用量的增大而提高，超过质量分数3％时，复合材料的冲击强度、拉伸强度和弯曲强度都下降。当OMMT和ATPU的用量分别为质量分数3％和15％时，拉伸强度提高约50％，而冲击强度和弯曲强度分别提高约8．6％和10．3％，热变形温度提高了12．5℃，收缩率降低了78％。     

反应型阻燃树脂基抗静电复合材料研究

本文对以反应型阻燃不饱和聚酯树脂为基体，玻璃纤维为增强材料，石墨、炭黑为功能填料的复合材料进行了阻燃及抗静电性研究，并找出了各自的渗滤阀值及复合材料性能的影响，达到了既阻燃又抗静电的目的。     

用聚酯回收料生产对苯型不饱和聚酯树脂的研究

利用聚酯回收料作为原料生产对苯型不饱和聚酯树脂,研究了原料配比和各种工艺参数对产品质量性能的影响,确定了适宜的配方和工艺条件。结果表明:所得对苯型不饱和聚酯树脂具有较高的耐热性、优良的力学性能和耐化学腐蚀性能。