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VARI環(huán)氧復(fù)材研制成功

2009年03月17日 09:00來源: >>進入該公司展臺人氣:533


 VARI(Vacuum Assisted Resin lnfusion,簡稱真空輔助成型)技術(shù)是一種新型的復(fù)合材料低成本、高性能成型技術(shù),近年來在航空領(lǐng)域受到廣泛的重視;基體樹脂是VARI技術(shù)的基礎(chǔ)材料。目前國針對VARI工藝開發(fā)了一系列基體樹脂,環(huán)氧樹脂是其中重要品種。以前適合VARI工藝的高性能基體樹脂在國內(nèi)還是空白。為此,北京航空制造工程研究所自主開發(fā)了高性能VARI工藝基體樹脂BA9912,分析測試結(jié)果表明:該樹脂具有良好的力學(xué)性能、耐熱性能和工藝性能,能夠滿足VARI成型工藝要求,適合在航空航天領(lǐng)域中應(yīng)用。VARI技術(shù)是一種新型的復(fù)合材料低成本、高性能成型技術(shù),近年來在航空領(lǐng)域受到廣泛的重視。VARI技術(shù)是在真空下利用樹脂的流動、滲透實現(xiàn)對纖維及其織物浸漬,并在真空下固化的成型方法。 
 
   該成型技術(shù)特點是成本低、產(chǎn)品孔隙率低、性能與熱壓罐工藝接近、適合制造大型結(jié)構(gòu)等。對于大尺寸、大厚度的復(fù)合材料制作,是一種十分有效的成型方法。而采用以往的復(fù)合材料成型工藝,較大的模具選材困難且成本昂貴、制造十分困難,尤其是大厚度的船舶、車、飛機等結(jié)構(gòu)件。美國已進行了VARI 技術(shù)F-35、P-3、S-3、C-5、C-130等機型上試驗及驗證工作。VARI技術(shù)在其他國防領(lǐng)域(導(dǎo)彈儀器艙段、潛艇壁板等)也進行了大量的應(yīng)性研究。因此具有巨大的應(yīng)用前景。國外針對VARI工藝開發(fā)的一系列基體樹脂,除環(huán)氧樹脂外尚有有酯樹脂、乙烯基樹脂、環(huán)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(lǐng)域,航空航天領(lǐng)域主要采用低粘度環(huán)氧樹脂、雙來酰亞胺樹脂。
 
  國內(nèi)目前針對VARI工藝開發(fā)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(gòu)件的要求,適合VARI工藝的高性能基體樹脂在國內(nèi)還是空白。因此開發(fā)高性能VARI工藝基體樹脂,是開展該復(fù)合材料低成本技術(shù)在航空航天領(lǐng)域應(yīng)用研究、縮短與國外差距的基本前提。北航工程所的專家在 BA9912樹脂的配制中,經(jīng)過大量試驗和分析比較,選用了低黏度高性能的TDE-85環(huán)氧樹脂,研制了低黏度高活性的BA-1固化劑、的BA-2固化促進劑,實現(xiàn)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。 
  
   具體過程是:按適當配比稱取TDE-85環(huán)氧樹脂、BA-1固化劑和BA-2促進劑,先將TDE-85環(huán)氧樹脂與BA-2促進劑混合攪拌 10min,再加入BA-1固化劑繼續(xù)攪拌20min,抽真空除去攪拌過程中產(chǎn)生的氣泡,即可制得棕黃色透明的BA9912中溫固化環(huán)氧樹脂體系。 BA9912樹脂澆注科的制備則是這樣的: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0.5 h,將脫氣后的BA9912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(nèi)應(yīng)力,停止加熱自然冷卻至室溫,取出BA 9912澆注料制作相應(yīng)試驗件,測試其力學(xué)性能和耐熱性能。zui后制備G0827/BA9912復(fù)合材料,按照VARI成型技術(shù)主要工藝流程,使用 G0827經(jīng)編織物和BA9912樹脂,通過VARI成型工藝制備了G0827/BA9912復(fù)合材料層壓板,其固化條件主要為120℃下保溫4h。根據(jù)相應(yīng)國軍標的要求制作了相應(yīng)性能的試樣件,分別測試了G0827/BA9912復(fù)合材料的力學(xué)性能和耐熱性能,結(jié)果全部達到要求。

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