真空輔助樹脂灌注樹脂制備1
VARI(Vacuum lnfusion,簡稱真空輔助成型)技術是一種新型的復合材料低成本、高性能成型技術,近年來在航空領域受到廣泛的重視。VARI技術是在真空下,利用樹脂的流動、滲透實現對纖維及其織物浸漬,并在真空下固化的成型方法。據環氧樹脂行業協會專家介紹,美國已進行了VARI技術F-35、P-3、S-3、C-5、C-130等機型上試驗及驗證工作。VARI技術在其他國防領域(導彈儀器艙段、潛艇壁板等)也進行了大量的應性研究,因此具有巨大的應用前景。
一、引言
基體樹脂是VARI技術的基礎材料。目前國針對VARI工藝開發了一系列基體樹脂,主要有酯樹脂、乙烯基樹脂、環氧樹脂、雙馬來酰亞胺樹脂、氰酸酯樹脂等。其中聚酯樹脂、乙烯基樹脂由于強度和耐熱性差,成本低,主要用于船舶領域。航空航天領域主要采用低粘度環氧樹脂、雙來酰亞胺樹脂。國內目前針對VARI工藝開發的樹脂只有BA9911,屬于乙烯基―雙馬來酰亞胺樹脂改性體系,具有較好的耐熱性和阻燃性。但不能滿足航空航天構件的要求。適合VARI工藝的高性能基體樹脂在國內還是空白。因此,開發高性能VARI工藝基體樹脂是開展該復合材料低成本技術在航空航天領域應用研究、縮短與國外差距的基本前提。
二、實驗部分
1、BA9912樹脂的配制
經過大量試驗和分析比較,選用了低黏度高性能的TDE-85環氧樹脂,研制了低黏度高活性的
BA-1固化劑和高效的BA-2固化促進劑,實現了BA9912樹脂的中溫固化,滿足了VARI低成本成型工藝的低黏度要求。按適當配比稱取TDE-85環氧樹脂、BA-1固化劑和BA-2促進劑,先將TDE-85環氧樹脂與BA-2促進劑混合攪拌10min,再加入BA-1固化劑繼續攪拌20min,抽真空除去攪拌過程中產生的氣泡,即可制得棕黃色透明的BA9912中溫固化環氧樹脂體系。
2、BA9912樹脂澆注科的制備
在澆注料模具上均勻涂上適量的硅脂脫模劑,在120℃烘箱中處理0.5h,將脫氣后的BA 9912棚旨澆注入模具之中。升溫到120、保溫固化4h,再在150t下后處理2h以消除內應力,停止加熱,自然冷卻至室溫,取出BA 9912澆注料制作相應試驗件,測試其力學性能和耐熱性能。
3、G0827/BA9912復合材料的制備
按照VARI成型技術主要工藝流程(見圖1),使用G0827經編織物和BA9912樹脂通過VARI成型工藝制備了G0827/BA9912復合材料層壓板。據環氧樹脂行業協會專家介紹,其固化條件主要如下:120℃下保溫4h。根據相應國軍 標的要求制作了相應性能的試樣件,分別測試了G0827/BA9912復合材料的力學性能和耐熱性能。

4、測試及分析
通過上海精科公司的NDJ-1型旋轉黏度計測試了BA9912樹脂的室溫黏度,通過BOHLIN IN- STRUMENTS公司的GeminiTM200型流變儀測試了BA9912樹脂的黏度―溫度曲線,通過PERKIN ELMER公司的DMA 7型動態力學分析儀對BA9912樹脂澆注料和G0827/BA9912復合材料進行了DMA分析,通過PERKIN ELMER公司的DSC 7型差熱掃描量熱儀進行了BA9912樹脂的DSC分析。按照GB/T 3354-1999、GB/T3856-1983、GB3356-1999等一系列國軍標測試BA9912樹脂澆注料和G0827/BA9912復合材料拉伸強度、壓縮強度、彎曲強度或層間剪切強度相關力學性能。










































