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VARI(Vacuum 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。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。據(jù)環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會專家介紹,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。
一、引言
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，主要有酯樹脂、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。
二、實驗部分
1、BA9912樹脂的配制
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固化劑和高效的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。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。
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(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。
3、G0827/BA9912復(fù)合材料的制備
按照VARI成型技術(shù)主要工藝流程(見圖1)，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。據(jù)環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會專家介紹，其固化條件主要如下：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。
4、測試及分析
通過上海精科公司的NDJ-1型旋轉(zhuǎn)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(tài)力學(xué)分析儀對BA9912樹脂澆注料和G0827/BA9912復(fù)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(fù)合材料拉伸強度、壓縮強度、彎曲強度或?qū)娱g剪切強度相關(guān)力學(xué)性能。