碳-环氧复合材料缝合-RTM成型工艺的研究
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
关健 词
碳１ 环氧
乍
空隙率Байду номын сангаас
１ 前言［ ２ ． ，１ 一
树 Ｒｓ Ｔ ｎｅＭｌｎ一 Ｉ ） 脂传递模塑（ｅｎ ｓｒ ｉ ＲＭ 成型技术是从湿法铺层和注射工艺中 ｉ ｒｆ ｏ ｇ ａ ｄ 演变而来
的一种新的复合材料液体模塑成型工艺。国外专家估计，Ｔ ＲＭ成型技术将成为２ 世纪玻璃钥１ １ 复 合材料行业的主导成型工艺之一。日 本强化塑胶协会将 ＲＭ工艺和拉挤工艺一起， Ｔ 推荐为两大 最有发展前途的工艺。 经编、 三维编织和缝合等纺织技术， 在一定程度上可解决采用预浸料层压法所带来的制造成
八 复合 材 料 制 遗 工 艺
缝法。
３３ Ｔ ． Ｒ Ｍ成型工艺研究探讨
（） １ Ｒ Ｍ成型工艺参数确定 Ｔ ＲＭ成型过程中， Ｔ 空隙含量的多少是该工艺是否可行的最重要参数。 空隙是影响复合材料 制件质量的一个重要因素， 有研究表明， 空隙率在０ ４ ％一 ％的范围内， 每增加 １ ％， ａ其层间剪切强 度便下降７ ％。由于复合材料产品许多性能受空隙含量的影响， 因此性能离散性大， 重复性差。 当空隙率大于１％时， ０ 材料的弯曲强度、 层剪强度均损失过大而失去使用价值。因此， 减小空隙，
６． ０４
６． １６ ６． １４ ０ ０ ０ ０
５． ８４ ５． ９５
５ ９ ８． ０ ０ ０ ０
｛
４ ．４ ９６ ／ ５． ９ ４． ６ ４．８ ６３ Ｉ ６８ ４
平均值
Ｉ ＃
索隙率
ｔ ） 羌
２莽 ３书
平均值 树脂体系
Ｑ ８１－Ｒ Ｙ９ １ ＇
由此可见， Ｔ 在 Ｒ Ｍ成型过程中， 只要从空隙形成的源头上来采取适当的措施， 就可以减少、 甚 至完全阻止空隙的形成。这对于解决复合材料性能离散性大， 重复性差等问题， 提高复合材料制 件的质量具有重要的意义。
缝合密度（ 间距 ｘ 行距）二 ） （
ｒ 沪（Ｐ） ｆ Ｍ． ．
Ｓ
６． ３５
１６ ． ２５ ． ６ ５ ４． ２４ ． ３７ ．
ｃ（ ） ｝畴
３２ ．
６． １５ ３． ３
： ９ （Ｐ ． ０ ． ０Ｍ ）
Ｓ
６． ０９
４． ６ ７６ ．
Ｇ（ ） ｖ％
５４
表 ５ 复合材料的拉、 弯等力学性能 压、
试样编号
Ｐ 二Ｐ ＋Ｙ ／ ｇ ｅ ｝ ｍ， ， ｝
式中：ｇ Ｐ 空隙内 压力； ｅ 的 Ｐ 树脂的 压力；ｉ 表面张 ｍ 空隙的体积和 Ｙ空隙 ． 力；ｌ 、 表面积的比 若为 值（ 球形， 其值为武／， ６ 成空隙直径） 。
因此， 要减少或阻止空隙的形成， 必须根据空隙形成的类型， 从源头上加以解决： ①选择的基 体树脂体系中不含有溶解的水分和其他挥发份物质； ②成型过程中排除搅拌等操作而夹人的空
对提高 质量具 分重要的 产品 有十 意义［ ３ ］ 国外 关于 形成的 式、 程等理论模型研究成果。 有很多 空隙 关系 方 综合起来讲［， ［ 空隙的形成 ４ ］
主要有两大类： 一类是由 树脂体系中 溶解的水分以及其他挥发份物质在加热固 化中 形成的空隙； 另一类是以在工艺过程中夹入的空气为核心形成的空隙。无论是哪一种空隙， 一旦空隙内的压 力等于或超过周围树脂的压力和表面张力的总和， 空隙就能达到稳定并可能进一步增长：
０ ０ ２１ １８ ３ｘ５ ５ ７ ８．
文３ ｌ Ｌ Ｓ
编织
６１４ ． ５ ６１ ６ ．６ ／ ｊ ０４ ．８ ０４ ．９ ｌ ｌ ＴＤ Ｅ一８ ５
文４ １ ０
编织
５ ． ８４
６． ２３
６１ ６ ． ６ ． １８ ６ ． １９ ０ ０ ０ ０ Ａ ０６ ８ Ｃ８ ／７
纤维体积
含量（ ） ％
２＃ ３＃
０００ １８ ８ ３ｘ １ １ ５２ ３ ５２ ４ ５ ８ ７． ５． ９７ ４４ ４ ６． ２４ 〔Ｘ 政） ７０ ４ ４ ． ８５ ４ ６ ４． ０１ ８ ３ ０１ ３ｘ９ ５１ ４ ５４ ０ ５ ２ ４． ５ ４ ０． ４８ ０ ５． ３３ ５４ ０ ６２ ４ ３． ９３ ３ ５ ９．
７ Ｔ ０ ９ ｀ ０ Ｙ
｝
凝胶时间（ ｉ ｍｎ ）
２５ ． ｈ ２（ ７ ） ３ ５
由此可知， 上述树脂／ 固化剂体系可以在 ７ ｔ Ｃ ０ 温度范围内进行 ＲＭ成型工艺。固化行为 Ｉ Ｏ Ｔ 分析采用 ，Ｃ ） 对上述体系的固化行为进行分析， Ｓ 见表２ ０
表２ Ｇ０ ７／Ｉ ２ Ａ ８／ ８ Ｍ 体系Ｄ Ｃ圈分析结果《 Ｃ／ｉ） Ｇ Ｓ Ｓ １ ｍｎ ０
３２ 缝合工艺参数选择 ．
缝合工艺参数主要包括缝合方式、 缝合密度（ 即针距 ｘ 行距）缝针以及缝线类型等。本文缝 、 合材料是采用具有特殊的耐磨性、 好的抗冲击性能和较低的纤维密度的Ｋｖｒ 良 ｅａ纤维作为缝合 ｌ 线， 将二维机织物（ ０， ， ＇ ０３ 五枚缎碳纤维布） １ Ｋ ３ 缝合起来制备预成型体； 缝合方式采用改进的锁式
０１ １ １１２一Ｉ ＃
起始温度
４ ０９ 一４ １６ ０ ，５ １ ．５ １７ ８ ３ ． ２ ． － ８５ １
，一
峰温度
４石 １ ４ ６ １ ３． １ ７ ０
终点温度
４３８ ９ ７
２ ０． ２ ２ ７
温度（ ） Ｋ 温度（Ｃ ｀）
放热量（ Ｖ） －ｇ
一６ ．２ １１
本过高、 剪切强度 易 层间 低、 分层、 击损伤能 抗冲 力差等缺点， 时发现采用三维编织和 同 缝纫技术 还可以大大提高复合材料的冲击后压缩强度（Ａ值） Ｃ Ｉ 和厚度方向的力学性能。但由于目 前国内
外对三维编织结构还没有一套完整可靠的、 被设计部门所接受的强度计算和分析方法， 再加上成 本等方面的因素， 其应用范围 受到了限制； 而复合材料缝合是将干态纤维（ 帘子布、 经编织物等） 或预浸料等按照一定的铺层顺序铺叠好， 然后用缝合线在Ｚ 向按照一定的 缝合工艺参数， 缝合成 一个整体预成型体， 最后用 ＲＭ ＲＩ Ｔ 或 Ｆ工艺方法成型， 强度计算和分析方法完全可以应用传统的 层压板理论， 因此有广泛的应用前景。因此， 本文拟对碳１ 环氧结构复合材料的缝合／Ｔ ＲＭ成型工 艺及其成型质量进行研究探讨。
２试验部分 ．
２１ 主要原材料 ．
树脂：Ｇ。 环氧树脂， Ａ８ 上海合成树脂研究所
活性稀释剂： 环氧树脂， ６８ ７ 无锡树脂厂 固化剂：Ｄ Ｄ Ｓ Ｍ，Ｄ 上海三爱思试剂有限公司 Ｄ
２２ 试验主要测试方法 ．
空隙 采用金相法， ５ Ｍ 图 率： 用Ｑ０ ｃ 像分析器 Ｂ３ －８测试。 ０ 按Ｇ３ ５ ２ ６ 纤维体积 采用 含量： 金相法， 采用Ｑ０Ｍ 图 ５ Ｃ 像分析器按Ｇ３ ６ ２ ０ Ｂ６ ３ －８测试二
按 固化制度进行固化
脱模
端面加工
图 ４ Ｔ Ｒ Ｍ成型工艺示盆图
６０ ９
复合材料—
生命 、 环挽 与高扶术
ＲＭ Ｔ 成型工艺 参数如下： 脂温度７ｔ ℃； 树 ０ 模具温 ０ １ ℃； 空度疾一 ． Ｍａ ５ 度７－０ 真 ０ ０ ８ ； ０ Ｐ 压力
０ ５士０ １ ａ ． ． ＭＰ ．
（） ２ Ｒ Ｍ成型工艺质量分析、 Ｔ 表征 从以下几方面来考察上述 Ｒ Ｍ成型工艺的质量。 Ｔ
图５ Ｉ 成型的碳布缝合板照片〔 ０ ｘ ￣ ） Ｍ Ｒ ４ ａ ２０ ４ ｍ ４
外观： 所成型的制件表面光滑， 厚度均匀、 尺寸精确。 无损检测： 采用超声波探伤进行检测， 均无缺陷。 空隙率及纤维体积含量的测试： 采用金相法进行测试。
３３ Ｍ成型的复合材料力学性能 ． Ｔ Ｒ
采用本文的Ｒ Ｍ成型技术制备的复合材料力学性能见表４ Ｉ 和表５ 平板试样测试方向示意 ，
图见 图 ６ ０
八、 复合材 料制造工艺
６ １ ９
表４ 复合材料的短梁剪切强度Ｔ ｆ
试样编号
０００ １８８ ３ｘ １ １ ６ ９ ２． ４． ４ ７． ０ ６ ７ ７． ２９ ． ４． ３ ００ １ １８ ３ ３ｘ９ ５ ９ ６． １８ ． ００ １ １８ ５ ３ｘ７ ６１４ ． ２９ ． ４． ７ ０１ ８ １ ０２ ３ｘ５
由图１ 图２ 一 曲线数据可知，Ａ ８ ７ ６ ／ Ｍ
型。
为 １０ ０ ０／ 的树脂体系在６ｔ温度以上的粘度适合 ＲＭ成 ３ ０ ＇ 于
（） ２ 固化剂体系研究
本文根据相同物质共混易产生低共熔点混合物的原理， 采用两种芳香胺 Ｄ Ｓ Ｄ Ｍ共混的 Ｄ和 Ｄ 方法来获 得便于ＲＭ Ｔ 成型的 低熔点固 化剂Ｓ ２ ｌ ． Ｍ （） ３ 树脂／ 固化剂体系凝胶一固化行为分析
０８ ．
３ ０ ４ ０ ５ ０ ６ ０ ７ ０
６８Ａ ８ 质最比 ７／ Ｇ ０
沮度（ ℃）
圈 １ Ｇ ０ ７（Ｔ 组成一粘度曲线 Ａ ８ ６８Ｒ ｝ ／
图２ Ｇ０ ７（ ０ ０粘度一温度曲线 Ａ ８／ ８１ ／ ） ６ ０３
表３ 空隙率及纤维体积含，测试结果（ 试样尺寸为 １ ｍ ｘ ｎｎ ５ １ ｕ） ｍ ０
试样编号 产 缝丢密度 （ 针距 ｘ 于 （ ） 距）咖
１ ＃
００ １＆招
３ｘ １ １ ６． １８ ６ ． ３７ ６ ９ ０ ６ ． ２１ ０ ０ ０ ０
００ １ １８ ３
３ｘ９
００ １ １８ ５ ３．７ ６． ２２
复合材料—
生命、 环境与高扶米
１ （） 旧侧 １０ ６０
２０ ００
１０ ８０ １０ ６０
（侣 国 ）翅 提
】 引们
２０ 翎 ８０ 胡 ４０ ２０
（短 醚 ）侧 锌
飞０ ４０
１０ ２０
１ 仪旧
８０ ０ ６Ｋ （】 《减 】 ２ ０ ０ ０
０ ３ ０ ４ ０ ５ ０ ６ ０ ． ． ． ． 刀
３ 结果与讨论
３１ 树脂体系 ． 选择研究
本文采用活性稀释剂６８ ７ 改性 Ａ ８ 环氧树脂体系作为 ＲＭ成型用基体树脂体系。 Ｃ０ Ｔ （） １ 树脂体系粘度分析
Ａ８６ 树脂体系的 Ｇ０ ７ ／８ 粘度曲 线如下：
活性稀释剂的加人可以降低体系的粘度， 但加人量过多会导致基体树脂性能的大幅度下降，
根据表２ 的数据， 拟定固化制度如下： （ 升温速度为 １ ｀ ｈ ２ Ｃ ） ０ ／
Ｒ －８ Ｃ， ２ ＇ １ ６ ９ ， ｈ ７ ＇ ３５ Ｔ Ｔ ０＇ １ ０ ｈ ０ １ ５ ． ｈ－Ｒ ｈ －１ Ｃ， －１ Ｃ －１ Ｃ， ｓ
对上述固化产物的耐热性进行了测试， 玻璃化温度为 １１ ８９ ０
八、 复合材 料制 造工艺
６７ ８
碳／ 环氧复合材料缝合／Ｔ ／ Ｍ成型工艺的研究 Ｒ
颜鸿斌 孙红卫 凌 英 李瑞杰 蒋元兴
（ 航天材料及工艺研究所， 北京， ０７） １ ０６ ０ 摘 要 选择不含有溶解的水分和其他挥发份物质的Ａ ８／ ８ ｌ２ Ｇ０ ７／ Ｍ 作为 ＲＭ缝合工 ６ Ｓ Ｔ／
艺用树脂体系， ０ ５ ， 真空十 在７ｔ ｀ 采用（ Ｃ 加压） ＡＴ 的Ｖ ＲＭ成型方法， 获得高质ｆ的复合材料 制件， 从空隙形成的源头上基本上阻止了空隙的形成。试验表明， Ｔ ＲＭ成型技术这对于解 提高复合材料制件的质量具有重要的意义。 决复合材料性能离散性大， 性差等问题，
气。
根据上述分析， 本文采用（ 真空＋ 加压） 的真空辅助ＲＭ Ｖ ＲＭ 成型方法（ Ｔ （ＡＴ ） 见图３图４， 、 ） 用 前述Ａ８６ ／ Ｍ 体系 Ｇ０ ７ Ｓ ２ 来制备复 ／８ ｌ 合材料制件。
控压阁 调１阁 ［ ；
储气瓶
模具
抽故瓶
真空泵
圈 ３ Ｉ 成型工艺原理示意图 Ｒ Ｍ
凝胶时间的测定采用拔丝法对上述树脂／ 固化剂体系在 ７℃和９℃下的凝胶时间进行了测 ０ ０ 试， ｔ 见表 ｏ
裹 １ （Ｇ ０ ７） ＳＭ２体系在不同沮度下的舰胶时间 Ａ ８／ ８／ ） ６ （Ｉ
树脂／ 固化剂体系
（ Ｇ ０ ７ ）（Ｉ 体系 Ａ ８／ ８／ＳＭ ） ６ ２
１ 测 沮 （） 试 度℃
碳１ 环氧
乍
空隙率Байду номын сангаас
１ 前言［ ２ ． ，１ 一
树 Ｒｓ Ｔ ｎｅＭｌｎ一 Ｉ ） 脂传递模塑（ｅｎ ｓｒ ｉ ＲＭ 成型技术是从湿法铺层和注射工艺中 ｉ ｒｆ ｏ ｇ ａ ｄ 演变而来
的一种新的复合材料液体模塑成型工艺。国外专家估计，Ｔ ＲＭ成型技术将成为２ 世纪玻璃钥１ １ 复 合材料行业的主导成型工艺之一。日 本强化塑胶协会将 ＲＭ工艺和拉挤工艺一起， Ｔ 推荐为两大 最有发展前途的工艺。 经编、 三维编织和缝合等纺织技术， 在一定程度上可解决采用预浸料层压法所带来的制造成
八 复合 材 料 制 遗 工 艺
缝法。
３３ Ｔ ． Ｒ Ｍ成型工艺研究探讨
（） １ Ｒ Ｍ成型工艺参数确定 Ｔ ＲＭ成型过程中， Ｔ 空隙含量的多少是该工艺是否可行的最重要参数。 空隙是影响复合材料 制件质量的一个重要因素， 有研究表明， 空隙率在０ ４ ％一 ％的范围内， 每增加 １ ％， ａ其层间剪切强 度便下降７ ％。由于复合材料产品许多性能受空隙含量的影响， 因此性能离散性大， 重复性差。 当空隙率大于１％时， ０ 材料的弯曲强度、 层剪强度均损失过大而失去使用价值。因此， 减小空隙，
６． ０４
６． １６ ６． １４ ０ ０ ０ ０
５． ８４ ５． ９５
５ ９ ８． ０ ０ ０ ０
｛
４ ．４ ９６ ／ ５． ９ ４． ６ ４．８ ６３ Ｉ ６８ ４
平均值
Ｉ ＃
索隙率
ｔ ） 羌
２莽 ３书
平均值 树脂体系
Ｑ ８１－Ｒ Ｙ９ １ ＇
由此可见， Ｔ 在 Ｒ Ｍ成型过程中， 只要从空隙形成的源头上来采取适当的措施， 就可以减少、 甚 至完全阻止空隙的形成。这对于解决复合材料性能离散性大， 重复性差等问题， 提高复合材料制 件的质量具有重要的意义。
缝合密度（ 间距 ｘ 行距）二 ） （
ｒ 沪（Ｐ） ｆ Ｍ． ．
Ｓ
６． ３５
１６ ． ２５ ． ６ ５ ４． ２４ ． ３７ ．
ｃ（ ） ｝畴
３２ ．
６． １５ ３． ３
： ９ （Ｐ ． ０ ． ０Ｍ ）
Ｓ
６． ０９
４． ６ ７６ ．
Ｇ（ ） ｖ％
５４
表 ５ 复合材料的拉、 弯等力学性能 压、
试样编号
Ｐ 二Ｐ ＋Ｙ ／ ｇ ｅ ｝ ｍ， ， ｝
式中：ｇ Ｐ 空隙内 压力； ｅ 的 Ｐ 树脂的 压力；ｉ 表面张 ｍ 空隙的体积和 Ｙ空隙 ． 力；ｌ 、 表面积的比 若为 值（ 球形， 其值为武／， ６ 成空隙直径） 。
因此， 要减少或阻止空隙的形成， 必须根据空隙形成的类型， 从源头上加以解决： ①选择的基 体树脂体系中不含有溶解的水分和其他挥发份物质； ②成型过程中排除搅拌等操作而夹人的空
对提高 质量具 分重要的 产品 有十 意义［ ３ ］ 国外 关于 形成的 式、 程等理论模型研究成果。 有很多 空隙 关系 方 综合起来讲［， ［ 空隙的形成 ４ ］
主要有两大类： 一类是由 树脂体系中 溶解的水分以及其他挥发份物质在加热固 化中 形成的空隙； 另一类是以在工艺过程中夹入的空气为核心形成的空隙。无论是哪一种空隙， 一旦空隙内的压 力等于或超过周围树脂的压力和表面张力的总和， 空隙就能达到稳定并可能进一步增长：
０ ０ ２１ １８ ３ｘ５ ５ ７ ８．
文３ ｌ Ｌ Ｓ
编织
６１４ ． ５ ６１ ６ ．６ ／ ｊ ０４ ．８ ０４ ．９ ｌ ｌ ＴＤ Ｅ一８ ５
文４ １ ０
编织
５ ． ８４
６． ２３
６１ ６ ． ６ ． １８ ６ ． １９ ０ ０ ０ ０ Ａ ０６ ８ Ｃ８ ／７
纤维体积
含量（ ） ％
２＃ ３＃
０００ １８ ８ ３ｘ １ １ ５２ ３ ５２ ４ ５ ８ ７． ５． ９７ ４４ ４ ６． ２４ 〔Ｘ 政） ７０ ４ ４ ． ８５ ４ ６ ４． ０１ ８ ３ ０１ ３ｘ９ ５１ ４ ５４ ０ ５ ２ ４． ５ ４ ０． ４８ ０ ５． ３３ ５４ ０ ６２ ４ ３． ９３ ３ ５ ９．
７ Ｔ ０ ９ ｀ ０ Ｙ
｝
凝胶时间（ ｉ ｍｎ ）
２５ ． ｈ ２（ ７ ） ３ ５
由此可知， 上述树脂／ 固化剂体系可以在 ７ ｔ Ｃ ０ 温度范围内进行 ＲＭ成型工艺。固化行为 Ｉ Ｏ Ｔ 分析采用 ，Ｃ ） 对上述体系的固化行为进行分析， Ｓ 见表２ ０
表２ Ｇ０ ７／Ｉ ２ Ａ ８／ ８ Ｍ 体系Ｄ Ｃ圈分析结果《 Ｃ／ｉ） Ｇ Ｓ Ｓ １ ｍｎ ０
３２ 缝合工艺参数选择 ．
缝合工艺参数主要包括缝合方式、 缝合密度（ 即针距 ｘ 行距）缝针以及缝线类型等。本文缝 、 合材料是采用具有特殊的耐磨性、 好的抗冲击性能和较低的纤维密度的Ｋｖｒ 良 ｅａ纤维作为缝合 ｌ 线， 将二维机织物（ ０， ， ＇ ０３ 五枚缎碳纤维布） １ Ｋ ３ 缝合起来制备预成型体； 缝合方式采用改进的锁式
０１ １ １１２一Ｉ ＃
起始温度
４ ０９ 一４ １６ ０ ，５ １ ．５ １７ ８ ３ ． ２ ． － ８５ １
，一
峰温度
４石 １ ４ ６ １ ３． １ ７ ０
终点温度
４３８ ９ ７
２ ０． ２ ２ ７
温度（ ） Ｋ 温度（Ｃ ｀）
放热量（ Ｖ） －ｇ
一６ ．２ １１
本过高、 剪切强度 易 层间 低、 分层、 击损伤能 抗冲 力差等缺点， 时发现采用三维编织和 同 缝纫技术 还可以大大提高复合材料的冲击后压缩强度（Ａ值） Ｃ Ｉ 和厚度方向的力学性能。但由于目 前国内
外对三维编织结构还没有一套完整可靠的、 被设计部门所接受的强度计算和分析方法， 再加上成 本等方面的因素， 其应用范围 受到了限制； 而复合材料缝合是将干态纤维（ 帘子布、 经编织物等） 或预浸料等按照一定的铺层顺序铺叠好， 然后用缝合线在Ｚ 向按照一定的 缝合工艺参数， 缝合成 一个整体预成型体， 最后用 ＲＭ ＲＩ Ｔ 或 Ｆ工艺方法成型， 强度计算和分析方法完全可以应用传统的 层压板理论， 因此有广泛的应用前景。因此， 本文拟对碳１ 环氧结构复合材料的缝合／Ｔ ＲＭ成型工 艺及其成型质量进行研究探讨。
２试验部分 ．
２１ 主要原材料 ．
树脂：Ｇ。 环氧树脂， Ａ８ 上海合成树脂研究所
活性稀释剂： 环氧树脂， ６８ ７ 无锡树脂厂 固化剂：Ｄ Ｄ Ｓ Ｍ，Ｄ 上海三爱思试剂有限公司 Ｄ
２２ 试验主要测试方法 ．
空隙 采用金相法， ５ Ｍ 图 率： 用Ｑ０ ｃ 像分析器 Ｂ３ －８测试。 ０ 按Ｇ３ ５ ２ ６ 纤维体积 采用 含量： 金相法， 采用Ｑ０Ｍ 图 ５ Ｃ 像分析器按Ｇ３ ６ ２ ０ Ｂ６ ３ －８测试二
按 固化制度进行固化
脱模
端面加工
图 ４ Ｔ Ｒ Ｍ成型工艺示盆图
６０ ９
复合材料—
生命 、 环挽 与高扶术
ＲＭ Ｔ 成型工艺 参数如下： 脂温度７ｔ ℃； 树 ０ 模具温 ０ １ ℃； 空度疾一 ． Ｍａ ５ 度７－０ 真 ０ ０ ８ ； ０ Ｐ 压力
０ ５士０ １ ａ ． ． ＭＰ ．
（） ２ Ｒ Ｍ成型工艺质量分析、 Ｔ 表征 从以下几方面来考察上述 Ｒ Ｍ成型工艺的质量。 Ｔ
图５ Ｉ 成型的碳布缝合板照片〔 ０ ｘ ￣ ） Ｍ Ｒ ４ ａ ２０ ４ ｍ ４
外观： 所成型的制件表面光滑， 厚度均匀、 尺寸精确。 无损检测： 采用超声波探伤进行检测， 均无缺陷。 空隙率及纤维体积含量的测试： 采用金相法进行测试。
３３ Ｍ成型的复合材料力学性能 ． Ｔ Ｒ
采用本文的Ｒ Ｍ成型技术制备的复合材料力学性能见表４ Ｉ 和表５ 平板试样测试方向示意 ，
图见 图 ６ ０
八、 复合材 料制造工艺
６ １ ９
表４ 复合材料的短梁剪切强度Ｔ ｆ
试样编号
０００ １８８ ３ｘ １ １ ６ ９ ２． ４． ４ ７． ０ ６ ７ ７． ２９ ． ４． ３ ００ １ １８ ３ ３ｘ９ ５ ９ ６． １８ ． ００ １ １８ ５ ３ｘ７ ６１４ ． ２９ ． ４． ７ ０１ ８ １ ０２ ３ｘ５
由图１ 图２ 一 曲线数据可知，Ａ ８ ７ ６ ／ Ｍ
型。
为 １０ ０ ０／ 的树脂体系在６ｔ温度以上的粘度适合 ＲＭ成 ３ ０ ＇ 于
（） ２ 固化剂体系研究
本文根据相同物质共混易产生低共熔点混合物的原理， 采用两种芳香胺 Ｄ Ｓ Ｄ Ｍ共混的 Ｄ和 Ｄ 方法来获 得便于ＲＭ Ｔ 成型的 低熔点固 化剂Ｓ ２ ｌ ． Ｍ （） ３ 树脂／ 固化剂体系凝胶一固化行为分析
０８ ．
３ ０ ４ ０ ５ ０ ６ ０ ７ ０
６８Ａ ８ 质最比 ７／ Ｇ ０
沮度（ ℃）
圈 １ Ｇ ０ ７（Ｔ 组成一粘度曲线 Ａ ８ ６８Ｒ ｝ ／
图２ Ｇ０ ７（ ０ ０粘度一温度曲线 Ａ ８／ ８１ ／ ） ６ ０３
表３ 空隙率及纤维体积含，测试结果（ 试样尺寸为 １ ｍ ｘ ｎｎ ５ １ ｕ） ｍ ０
试样编号 产 缝丢密度 （ 针距 ｘ 于 （ ） 距）咖
１ ＃
００ １＆招
３ｘ １ １ ６． １８ ６ ． ３７ ６ ９ ０ ６ ． ２１ ０ ０ ０ ０
００ １ １８ ３
３ｘ９
００ １ １８ ５ ３．７ ６． ２２
复合材料—
生命、 环境与高扶米
１ （） 旧侧 １０ ６０
２０ ００
１０ ８０ １０ ６０
（侣 国 ）翅 提
】 引们
２０ 翎 ８０ 胡 ４０ ２０
（短 醚 ）侧 锌
飞０ ４０
１０ ２０
１ 仪旧
８０ ０ ６Ｋ （】 《减 】 ２ ０ ０ ０
０ ３ ０ ４ ０ ５ ０ ６ ０ ． ． ． ． 刀
３ 结果与讨论
３１ 树脂体系 ． 选择研究
本文采用活性稀释剂６８ ７ 改性 Ａ ８ 环氧树脂体系作为 ＲＭ成型用基体树脂体系。 Ｃ０ Ｔ （） １ 树脂体系粘度分析
Ａ８６ 树脂体系的 Ｇ０ ７ ／８ 粘度曲 线如下：
活性稀释剂的加人可以降低体系的粘度， 但加人量过多会导致基体树脂性能的大幅度下降，
根据表２ 的数据， 拟定固化制度如下： （ 升温速度为 １ ｀ ｈ ２ Ｃ ） ０ ／
Ｒ －８ Ｃ， ２ ＇ １ ６ ９ ， ｈ ７ ＇ ３５ Ｔ Ｔ ０＇ １ ０ ｈ ０ １ ５ ． ｈ－Ｒ ｈ －１ Ｃ， －１ Ｃ －１ Ｃ， ｓ
对上述固化产物的耐热性进行了测试， 玻璃化温度为 １１ ８９ ０
八、 复合材 料制 造工艺
６７ ８
碳／ 环氧复合材料缝合／Ｔ ／ Ｍ成型工艺的研究 Ｒ
颜鸿斌 孙红卫 凌 英 李瑞杰 蒋元兴
（ 航天材料及工艺研究所， 北京， ０７） １ ０６ ０ 摘 要 选择不含有溶解的水分和其他挥发份物质的Ａ ８／ ８ ｌ２ Ｇ０ ７／ Ｍ 作为 ＲＭ缝合工 ６ Ｓ Ｔ／
艺用树脂体系， ０ ５ ， 真空十 在７ｔ ｀ 采用（ Ｃ 加压） ＡＴ 的Ｖ ＲＭ成型方法， 获得高质ｆ的复合材料 制件， 从空隙形成的源头上基本上阻止了空隙的形成。试验表明， Ｔ ＲＭ成型技术这对于解 提高复合材料制件的质量具有重要的意义。 决复合材料性能离散性大， 性差等问题，
气。
根据上述分析， 本文采用（ 真空＋ 加压） 的真空辅助ＲＭ Ｖ ＲＭ 成型方法（ Ｔ （ＡＴ ） 见图３图４， 、 ） 用 前述Ａ８６ ／ Ｍ 体系 Ｇ０ ７ Ｓ ２ 来制备复 ／８ ｌ 合材料制件。
控压阁 调１阁 ［ ；
储气瓶
模具
抽故瓶
真空泵
圈 ３ Ｉ 成型工艺原理示意图 Ｒ Ｍ
凝胶时间的测定采用拔丝法对上述树脂／ 固化剂体系在 ７℃和９℃下的凝胶时间进行了测 ０ ０ 试， ｔ 见表 ｏ
裹 １ （Ｇ ０ ７） ＳＭ２体系在不同沮度下的舰胶时间 Ａ ８／ ８／ ） ６ （Ｉ
树脂／ 固化剂体系
（ Ｇ ０ ７ ）（Ｉ 体系 Ａ ８／ ８／ＳＭ ） ６ ２
１ 测 沮 （） 试 度℃