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七、飛機(jī)結(jié)構(gòu)受力構(gòu)件用的高性能環(huán)氧樹脂復(fù)合材料
1、T-300/4211體系
它是北京航空材料研究所和北京航空工藝研究所1984年研制成功的。4211環(huán)氧基體由648酚醛環(huán)氧樹脂和BF3?MEA組成。交聯(lián)密度大，彈性模量較高，耐熱性好，其突出優(yōu)點(diǎn)是有良好的工藝性，預(yù)浸料可在室溫下存放。缺點(diǎn)是脆性大，對(duì)濕熱敏感。T-300/4211復(fù)合材料可在120℃以下使用。已用于幾種型號(hào)飛機(jī)的垂直安定面，飛機(jī)進(jìn)氣道外側(cè)壁板等。
2、T-300/5208體系
它是美國Narmco公司1972年研制成功的。5208基體由4，4’-二氨基二苯甲烷四縮水甘油胺環(huán)氧樹脂(TGDDM)和4，4’-二氨基二苯砜(DDS)組成。該體系的性能好，能在177(下使用，因而美國絕大多數(shù)飛機(jī)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件都采用碳纖維和5208或5208同系樹脂體系制成。5208被稱為代樹脂基體。類似的體系還有美國Fiberite公司的934，美國Hercules公司的3501，(此二體系中加有BF3?MEA)，我國北京航空材料研究所的5222，Hexcel公司的F263，日本東麗公司的3601，三菱公司的A401，東邦公司的1101等。所用的TGDDM樹脂有：Ciba公司的MY-720，Reichhold公司的37-106，日本的Epiclon 430，Glyamine 120，YH-343，ELM-434及我國上海合成樹脂研究所的AG-80等。
這些牌號(hào)的TGDDM樹脂的平均相對(duì)分子質(zhì)量和極性不完全相同，因此在性能上也有些差異。據(jù)環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會(huì)(www.epoxy-e.cn)專家介紹，T300/5208復(fù)合材料耐熱性及力學(xué)性能好，尤其是層剪性能優(yōu)異。可在-55～177℃使用。預(yù)浸料的鋪覆性好，使用期長。其缺點(diǎn)是吸水性大，在濕熱條件下Tg、模量及壓縮強(qiáng)度下降嚴(yán)重；韌性差，復(fù)合材料90。方向的延伸率小，層間剝離強(qiáng)度低，耐沖擊性能差，尤其是沖擊后壓縮強(qiáng)度CAI(Compression after impact)低，對(duì)缺口敏感性大，不能滿足飛機(jī)主受力結(jié)構(gòu)件的要求。T-300/934復(fù)合材料是波音公司廣泛用于民機(jī)上的環(huán)氧結(jié)構(gòu)復(fù)合材料。
為了提高基體的韌性達(dá)到主受力結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的要求，主要從以下幾方面進(jìn)行改進(jìn)。通過增加交聯(lián)點(diǎn)間的距離來增加固化物的延伸性，開發(fā)出了一些新型高韌性環(huán)氧樹脂和固化劑。但韌性的增加往往伴隨著耐熱性的降低。另一種方法是用橡膠增韌環(huán)氧樹脂。能顯著提高基體的韌性和CAI。但其耐熱性、耐濕熱性往往會(huì)下降。第三種方法是用熱塑性耐熱樹脂來增韌環(huán)氧樹脂。不僅能提高基體的韌性、復(fù)合材料層間性能和CAI，同時(shí)其耐熱性不降低，甚至還有所增加。為了提高環(huán)氧樹脂與熱塑性樹脂的界面性能，可選用末端為氨基的聚醚砜和聚醚酮以及末端為環(huán)氧基的聚醚砜等。被稱為第二代樹脂體系。如BASF/Narmco公司的Rigidite X5255-3的CAI高達(dá)345MPa；Toray-Hexcel公司的3900-2/T800H的CAI為368MPa；ICI-Fiberite公司的977-1/IMT的CAI為348MPa；我國北京航空材料研究院研制的熱塑性樹脂增韌環(huán)氧樹脂復(fù)合材料T-300/5228和T800/5228的CAl分別為190MPa和250MPa，在濕熱條件下的使用溫度為130℃。
改進(jìn)基體耐濕熱性的途徑是盡量減少基體中的極性基團(tuán)(如羥基等)以及引入脂環(huán)和雜環(huán)結(jié)構(gòu)。
3、T-300/LWR-1體系
它是北京航空工藝研究所和黑龍江石化所1989年研制成功的。LWR-1基體由E-54，DDS及促進(jìn)劑組成，據(jù)環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會(huì)(www.epoxy-e.cn)專家介紹說，它可中溫(120～130℃)固化。具有良好的耐濕熱性能。可在80C以下使用。已用于前機(jī)身。
4、T-300/914C體系
它是目前歐洲空中客車飛機(jī)和海豚直升機(jī)等廣泛使用的高性能環(huán)氧復(fù)合材料。914C是一種改性環(huán)氧樹脂。T-300/914C預(yù)浸料由Ciba公司生產(chǎn)。T-300/914C復(fù)合材料的性能與T-300/5208復(fù)合材料相當(dāng)。可在-50～180℃使用。
