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碳纖維濕法纏繞環(huán)氧制備的要略

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2015-10-14  來源:慧聰網(wǎng)  瀏覽次數(shù):79

       由于具有高強度、高模量、低密度等優(yōu)點,碳纖維成為當前最重要的高性能纖維。碳纖維復(fù)合材料已廣泛應(yīng)用在航空航天、海洋、汽車、體育器材等領(lǐng)域。在西方發(fā)達國家,當前最佳的固體火箭發(fā)動機殼體幾乎全部采用碳纖維復(fù)合材料;2006年2月正式下水的美國“短劍”(M80Stiletto)高速隱形快艇,由于使用了全碳纖維復(fù)合材料船身,比傳統(tǒng)的鋼鐵外殼更結(jié)實,更輕巧。“短劍”全重不超過500t,速度可達50km/h。最近西安航天復(fù)合材料研究所,以TDE-85樹脂和AFG-90樹脂為主體樹脂,混合芳香胺為固化劑,研究了一種適合于碳纖維復(fù)合材料濕法纏繞成型的樹脂配方。據(jù)專家介紹,該樹脂的黏度低、適用期長,其澆鑄體具有優(yōu)異的力學(xué)性能,用其制備的T-700碳纖維纏繞復(fù)合材料界面粘接好,NOL環(huán)層間剪切強度達到66.8MPa,拉伸強度達到2.44GPa。

據(jù)悉試驗所用主要原材料有:TDE-85環(huán)氧樹脂、環(huán)氧值0.85;AFG-90環(huán)氧樹脂、環(huán)氧值0.85~0.90,6360、660環(huán)氧活性稀釋劑,均由藍星新材料無錫樹脂廠提供;DDM(二氨基二苯甲烷),化學(xué)純,上海三愛思試劑有限公司;E-300(硫代甲基甲苯二胺),美國乙基公司;T-700碳纖維,日本東麗公司。專家介紹了澆鑄體的制備:將環(huán)氧樹脂、稀釋劑、固化劑按照TDE-85:AFG-90:6360:660:固化劑=100:40:15:7.5:62的配比混合均勻,澆鑄到標準模具中,在烘箱中按照90℃/2h+130℃/3h+160℃/3h的條件固化,升溫速率是1℃/s。隨后是復(fù)合材料的制備——其中單向板制備:樹脂膠液配好,在模具上纏繞300mm×300mm×2mm單向平板,然后固化(固化條件與相應(yīng)樹脂澆鑄體同),切割至規(guī)定的尺寸、NOL環(huán)制備:將配好的膠液倒人浸膠槽,恒定張力2.5N,在DSC-1型纏繞機進行NOL環(huán)纏繞成型,固化工藝與相應(yīng)樹脂澆鑄體相同。

然后專家進行了分析測試——按相應(yīng)的國家標準測量澆鑄體及其定向復(fù)合材料和NOL環(huán)的各項力學(xué)性能。專家介紹說,專家著重討論了樹脂基體配方設(shè)計、樹脂澆鑄體的性能、樹脂膠液的黏度和適用期、T-700碳纖維復(fù)合材料的性能。采用TDE-85和AFG-90環(huán)氧樹脂作為主體樹脂,E-300和DDM共同做固化劑,研制的H001配方,室溫下黏度低,適用期在12h以上;澆鑄體具有強度高、模量大、韌性好等優(yōu)點,斷裂伸長率超過6%;濕法纏繞成型時與T-700纖維浸潤性好,制造的復(fù)合材料界面性能突出,強度高,能充分發(fā)揮碳纖維的性能。纏繞成型已經(jīng)被認為是低成本制造高性能碳纖維復(fù)合材料的首選方法之一,其制備的復(fù)合材料制品的性能取決于組分性能、制品結(jié)構(gòu)設(shè)計,纖維與基體之間的界面性能等。隨著碳纖維性能的提高,開發(fā)高性能樹脂基體,提高纖維強度轉(zhuǎn)化率,已成為碳纖維復(fù)合材料研究領(lǐng)域的一個熱點。

 
關(guān)鍵詞: 碳纖維 纏繞
 
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