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1、碳纤维增强耐热环氧树脂复合材料工艺性能研究1231王伟曾竟成王成忠郭晓东(1中国航天科工集团第六研究院41所,呼和浩特010010)(2国防科技大学航天与材料工程学院,长沙410073)(3北京化工大学,北京100029)文摘研究了一种低黏度耐高温环氧树脂体系的黏温特性及固化反应动力学,考察了该树脂体系的浇注体及其碳纤维复合材料的力学性能,通过热机械分析(DMTA)研究了树脂浇注体及其复合材料的动态热机械性能。结果表明,该树脂体系在室温下黏度为0.3Pas,50下适用期在10h以上,130下可以快速固化反应,适合于RTM等快速成型工艺,Tg达到220
2、以上,其碳纤维复合材料具有优良的耐高温性能。关键词耐高温,环氧树脂,碳纤维,复合材料PropertiesofCarbonFiberReinforcedHeatResistantEpoxyResinComposites1231WangWeiZengJingchengWangChengzhongGuoXiaodong(1The41thInstituteoftheSixthResearchAcadamyofCASIC,Huhhot010010)(2AerospaceandMaterialEngineeringCollegeofNationalUniversityof
3、DefenseTechnology,Changsha410073)(3BeijingUniversityofChemicalTechnology,Beijing100029)AbstractThecurekineticsandviscositytemperatureperformanceofalowviscosityandheatresistantepoxyresinsystemarestudied.Themechanicalpropertiesofthisepoxyresinsystemanditscarbonfiber(CF)compositesaretested.
4、Thedynamicthermomechanicalpropertiesofthisresinanditscompositesareinvestigatedbydynamicmechanicalthermalanalysis(DMTA).Theresultsshowthattheresinwithlowviscosity(0.3Pas,)andfastcuringcharacterscanbeappliedtoRTMprocess.TheCFcompositeshaveanexcellentheatresistantpropertyanditsTgreachs220.Keyw
5、ordsHeatResistance,Epoxyresin,Carbonfiber,Composites[6~9]1引言化等工艺特点。本文研究了一种低黏度、中温树脂传递模压(RTM)工艺是目前先进复合材固化的环氧树脂体系,适合RTM成型工艺,其碳纤料低成本制造技术的发展方向之一,广泛应用于航维复合材料具有良好的耐高温性能。[1~2]空航天以及民用建筑等各个领域。在RTM工2实验艺中为保证树脂流动浸润的顺利进行,必须采用低2.1原料[3~4]黏度的树脂体系。不饱和聚酯树脂往往不能满多元缩水甘油胺型环氧树脂,环氧值0.80~足先进复合材料的要求,目前RTM工艺用的高性能0.8
6、5,常熟佳发化学有限责任公司生产;固化剂:甲[5~9]环氧树脂体系已有较多的研究与应用,不同的基四氢苯二酸酐(MeTHPA),天津合成材料研究所;[5~6]树脂体系可以实现耐高温性能或者中温固促进剂:2-乙基-4-甲基咪唑(2,4-EMI),天津收稿日期:2005-08-15;修回日期:2005-10-13作者简介:王伟,1974年出生,高级工程师,主要从事复合材料的设计与工艺!42!宇航材料工艺2006年增刊∀试剂公司;稀释剂:自制;T300(12K)碳纤维,日本东随着温度的升高,黏度逐渐降低,60时黏度达到丽公司生产。50mPas,以下。在较低温度下,稀释剂对黏度降低2.
7、2方法有较大贡献,随温度的升高,稀释剂的作用逐渐减2.2.1浇注体制备弱。图2是树脂体系在室温和50下黏度随时间将环氧树脂与固化剂、促进剂和稀释剂按比例的变化。在室温下树脂体系的黏度变化很小,经过混合均匀,真空脱泡后浇注到标准试样模具中,在烘35h后从300mPas,升高到450mPas,,适用期较箱中按80/1h+120/2h+150/2h固化。长;在50下,10h后树脂黏度升高很快,但15h内2.2.2碳纤维复合材料的制备黏度也小于500mPas,,可
