由於具有高強度、高模量、低密度等優點,碳纖維成為當前最重要的高性能纖維。碳纖維複合材料已廣泛應用在航空航天、海洋、汽車、體育器材等領域。在西方發達國家,當前最佳的固體火箭發動機殼體幾乎全部采用碳纖維複合材料;2006年2月正式下水的美國“短劍”(M80Stiletto)高速隱形快艇,由於使用了全碳纖維複合材料船身,比傳統的鋼鐵外殼更結實,更輕巧。“短劍”全重不超過500t,速度可達50km/h。最近西安航天複合材料研究所,以TDE-85樹脂和AFG-90樹脂為主體樹脂,混合芳香胺為固化劑,研究了一種適合於碳纖維複合材料濕法纏繞成型的樹脂配方。據專家介紹,該樹脂的黏度低、適用期長,其澆鑄體具有優異的力學性能,用其製備的T-700碳纖維纏繞複合材料界麵粘接好,NOL環層間剪切強度達到66.8MPa,拉伸強度達到2.44GPa。
據悉試驗所用主要原材料有:TDE-85環氧樹脂、環氧值0.85;AFG-90環氧樹脂、環氧值0.85~0.90,6360、660環氧活性稀釋劑,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製備:將環氧樹脂、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。隨後是複合材料的製備――其中單向板製備:樹脂膠液配好,在模具上纏繞300mm×300mm×2mm單向平板,然後固化(固化條件與相應樹脂澆鑄體同),切割至規定的尺寸、NOL環製備: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環纏繞成型,固化工藝與相應樹脂澆鑄體相同。
然後專家進行了分析測試――按相應的國家標準測量澆鑄體及其定向複合材料和NOL環的各項力學性能。專家介紹說,專家著重討論了樹脂基體配方設計、樹脂澆鑄體的性能、樹脂膠液的黏度和適用期、T-700碳纖維複合材料的性能。采用TDE-85和AFG-90環氧樹脂作為主體樹脂,E-300和DDM共同做固化劑,研製的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、韌性好等優點,斷裂伸長率超過6%;濕法纏繞成型時與T-700纖xian維wei浸jin潤run性xing好hao,製zhi造zao的de複fu合he材cai料liao界jie麵mian性xing能neng突tu出chu,強qiang度du高gao,能neng充chong分fen發fa揮hui碳tan纖xian維wei的de性xing能neng。纏chan繞rao成cheng型xing已yi經jing被bei認ren為wei是shi低di成cheng本ben製zhi造zao高gao性xing能neng碳tan纖xian維wei複fu合he材cai料liao的de首shou選xuan方fang法fa之zhi一yi,其qi製zhi備bei的de複fu合he材cai料liao製zhi品pin的de性xing能neng取qu決jue於yu組zu分fen性xing能neng、製zhi品pin結jie構gou設she計ji,纖xian維wei與yu基ji體ti之zhi間jian的de界jie麵mian性xing能neng等deng。隨sui著zhe碳tan纖xian維wei性xing能neng的de提ti高gao,開kai發fa高gao性xing能neng樹shu脂zhi基ji體ti,提ti高gao纖xian維wei強qiang度du轉zhuan化hua率lv,已yi成cheng為wei碳tan纖xian維wei複fu合he材cai料liao研yan究jiu領ling域yu的de一yi個ge熱re點dian。
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