真空輔助樹脂灌注樹脂制備4

    VARI(Vacuum Assisted Resin 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成型技術特點是成本低、產品孔隙率低、性能與熱壓罐工藝接近、適合制造大型結構等。據環氧樹脂行業協會(www.epoxy-e.cn)專家介紹,對于大尺寸、大厚度的復合材料制作,VA則是一種十分有效的成型方法;而采用以往的復合材料成型工藝,較大的模具選材困難,而且成本昂貴、制造十分困難,尤其是大厚度的船舶、車、飛機等結構件。

    3、G0827/BA9912復合材料的力學性能采用VARI成型技術制備了G0827/BA9912復合材料層壓板,并測試了基本力學性能,性能數據如表2所示。LWR-1樹脂為北京航空制造工程研究所開發的適于熱壓罐成型工藝的中溫(130±5℃)固化環氧樹脂體系,已用于強五型號上,其中T300為碳纖維。為了更好地說明所制VARI復合材料性能的特色,在此將G0827/BA9912復合材料和T300/LWR-1復合材料的性能進行了比較。分析表2可知,VARI成型的G0827/BA9912復合材料與熱壓罐成型的T300/LWR-1復合材料的力學性能相近,說明G0827/BA9912復合材料力學性能優良,接近同類樹脂熱壓罐成型復合材料層壓板的性能水平。

    4、G0827/BA9912復合材料的耐熱性能
    對于航空結構復合材料而言,不僅要求優良的力學性能,還需要優良的耐熱性能。因此在此探討了G0827/BA9912復合材料的耐熱性能。對所制VARI復合材料進行了DMA分析,測試了其玻璃化轉變溫度和貯能模量變化情況。據環氧樹脂行業協會(www.epoxy-e.cn)專家介紹,圖5即為G0827/BA9912復合材料的DMA曲線。分析圖5可知,G0827/BA9912復合材料的玻璃化轉變溫度高達195cC,其模量―溫度曲線的拐點為173.9℃,82℃時的模量保持率達到88%,120℃時則達到了80.1%。測試了所制G0827/BA9912復合材料在82℃和120℃下的基本力學性能,性能數據如表3所示。將之與室溫下的力學性能數據進行比較分析可知,G0827/BA9912復合材料性能的高溫保持率很高,耐熱性優良。
                                        表3  G0827/BA9912復合材料的高溫性能

 

拉伸強度/MPa

拉伸模量/GPa

壓縮強度/MPa

壓縮模量/GPa

彎曲強度/MPa

彎曲模量/GPa

層間剪切強度/MPa

82

1792

125

1046

125

1526

126

79

保持率

97.7%

 

87.8%

 

88.7%

 

77.5%

120

1713

129

927

129

1329

127

63.7

保持率

93.4%

77.8%

77.2%

62.5%

    針對VARI低成本成型技術對基體樹脂的低黏度高性能等要求,開發了配套基體樹脂BA9912中溫固化環氧樹脂體系。環氧樹脂行業協會(www.epoxy-e.cn)專家表示,BA9912樹脂具有黏度和固化溫度低,力學性能、耐熱性能和工藝性能優良等特點,滿足VARI成型工藝要求,適于在航空航天領域中的廣泛應用。