總部位于美國俄亥俄州哥倫布市的Hexion公司是航空航天和汽車復合材料領域的環氧樹脂供應商之一。近，公司為符合航空航天應用要求的單組分（1K）系統和希望通過雙組分成型工藝來優化加工的汽車行業之間架起了一座技術橋梁?；谄銭pikote? system 600環氧樹脂，Hexion開發了一個雙組分(2K)系統，用于主結構的RTM和真空輔助成型工藝。

　　為何RTM工藝需要使用2K樹脂？

　　在2019年9月13日出版的《復合材料》雜志上，Ginger Gardiner介紹了模具系統專家Alpex Technologies 公司（位于奧地利Mils）和空客旗下的復合材料技術中心（CTC，位于德國Stade）合作采用RTM工藝來生產復合材料飛機部件的計劃。

　　在航空航天應用中，RTM工藝傳統上來說是一個低壓過程，周期按小時計算。Alpex和CTC的項目專注于開發能夠提供自動化、快速注入和15- 20分鐘循環時間的高壓RTM (HP-RTM)。Jan Schiller（CTC生產系統項目負責人兼RTM技術負責人）觀察到，之前所有的RTM飛機結構都只使用由供應商混合的1K系統，而后由供應商對混合物進行認證，并確保樹脂滿足質量要求。“現在我們正在考慮2K系統，但挑戰在于如何確?；旌腺|量。” 他解釋道，“預混1K系統需要冷藏運輸存儲以防止反應，直至零件加工。相較而言，2K系統不僅節省了這一開銷，且可以提供更高的反應速度及更快的加工速度。”

　　然而，有一個問題是，質量保證(QA)就此將從樹脂供應商轉移到部件制造商。“這個QA要求檢測混合比例和混合后的樹脂質量，所以這也包括組分混合后的QA。”

　　Hexion

　　Hexion是為汽車復合材料HP-RTM工藝開發快速固化環氧樹脂的領導者。2019年3月，公司在巴黎舉辦的JEC展會上發表演講，稱其基于EPIKOTE? system 600環氧樹脂開發了一套針對航空結構件RTM工藝的2K系統。

　　就像預浸料一樣，航空業中用于RTM和灌注工藝的1K系統必須保持低溫，且保質期有限。2K環氧樹脂系統，則不僅能夠突破原有限制，且降低了相關成本。如圖1、圖2所示，2K技術不僅減少了冷藏和重新加熱的步驟，而且還解除了對裝運樹脂容器大小的限制：使用1K系統時，裝運體積需保持在20升以下，且需嚴格的溫度控制，否則樹脂可能會在存儲過程中慢慢老化；對于2K系統，標準的200升桶可在不受溫度限制的情況下運輸，從而降低了終用戶的風險和成本。

　　實際，2K和高活性環氧樹脂已成功應用于風電葉片和汽車復合材料部件的制造。如今，航空復合材料采用這種方法，則需要在向模具注塑前驗證混合比例是否正確，否則，零件制造商將面臨巨大風險。

　　分析控制

　　為了開發這一2K技術，Hexion與Hübers和Composyst兩家德國公司進行了合作。Hübers公司是一家混合、計量和分配(MMD)設備制造商；Composyst公司擁有空客真空輔助灌注工藝的獨家許可。

　　Hübers在高性能MMD系統方面享有盛譽，該系統主要用于電氣電子元件制造（如變壓器的鑄造樹脂和浸漬部件等），而Composyst則是空客御用的樹脂注射和灌注專家。

　　通過三方的緊密合作，Hexion可以充分了解飛機OEM在混合樹脂加工和質量保證方面的需求。

　　環氧樹脂的A、B組分經Hübers設備精確混合并準備引入模具后，分析控制開始發揮作用。圖3中位于Hübers MMD系統和真空袋VAP灌注裝置之間的黑管是該分析控制系統的關鍵部分，也是實時控制混合比例的分析設備之所在。Hexion已證明其可以每12秒測量一次混合比例，但也可以進行更頻繁的測量。事實上，該技術能夠連續控制混合比例，并記錄在案。

　　該系統可進行雙重控制：MMD單元中的正?？刂坪晚敳康念A注射分析控制。Hübers的MMD設備以其精度和準確性而聞名。它們有一個輸送雙組分原料的雙泵系統，必須保證準確的體積和溫度，以及應用所需的準確混合比例。在混合后和注射前，該分析控制單元還會進行第二次測量，此處可設置目標預警。如果所測得的混合比不達標，則會觸發警報。然后，系統會將混合樹脂排放到一個單獨的容器中，繞過模具，使其不會進入灌注部件。然后可以恢復過程并繼續注射。

　　Hexion的后混合預注射分析控制系統提供一個獨立的可溯記錄，也可根據客戶的需求集成到MMD單元中。Hübers的MMD單元可對樹脂原料進行徹底脫氣，這也是電子工業所要求的，從而生產出無空洞或孔隙的應用零件。該系統還可保證工藝壓力的實現和注料時材料的獨立流動。因此，使用這種裝置可以實現非常好的浸漬，并縮短灌注時間，同時滿足航空業在孔隙率和纖維體積方面的質量要求。

　　更好的加工窗口

　　由于混合是在靜態混料器中發生，且是在注射前的一瞬間完成，所生成的反應性混合料擁有更長的適用期（比1K多了近40%）。更長的加工窗口使得我們能夠制造纖維體積為60%的厚碳纖維層壓板（見圖4）。因為化學結構和動力結構保持不變，所以2K和1K系統的機械性能相同（如圖5所示）。

　　新型預成型定型劑

　　為了方便采用RTM或灌注工藝來制造大型復雜復合件，Hexion開發了下一代定型劑技術來應對此類復雜預制件。

　　整個技術可分為3個不同產品類別：

　　1. EPIKOTE? Resin 05311是一種已被認可的RTM定型劑樹脂。它與纖維有良好的附著力，同時具有良好的儲存穩定性和抗冷流動性。

　　2. EPIKOTE? Resin 05347是一種堅固的熱熔定型樹脂，適用于自動化預制工藝中的噴涂應用。它同樣具有良好的纖維附著力，在室溫至50°C之間依然能夠保持粘性。值得注意的是，可以通過自動纖維/膠帶鋪放獲得剛性預制件，如Coriolis Composites公司專有的自動預制件生產系統。EPIKOTE? Resin 05347僅由環氧樹脂和環氧樹脂可相容的組分組成，可與多種Hexion樹脂系統無縫集成。

　　3. EPIKOTE TEXFIX?樹脂作為新一代預成型定型劑正在開發中，希望在更寬泛的溫度范圍內，也能實現優異的預成型剛度、活化或交聯性，且對纖維有更好的附著力和優異的熱性能，以此來改進標準粉末定型劑。這些特性的結合將有助于大型復雜RTM預制件的設計和處理，并提高成品的熱機械性能。