復合材料纏繞成型用電子束固化環氧樹脂體系研究(一)

    (一)引言
    樹脂基復合材料的電子束固化成型技術,是在復合材料低成本化和無公害化的背景下,發展起來的一種新的復合材料成型工藝,與熱固化成型技術相比較,它具有許多獨特的優點:可以實現室溫或者低溫固化,利于制件的尺寸控制,并減小了固化復合材料的殘余應力;固化速度快、成型周期短,適于制造大型復合材料制件,可選擇區域固化;減小了對環境和人體的危害;固化工藝便于實現連續化操作,將該固化工藝與傳統的纏繞成型工藝相結合可進一步降低復合材料制造成本。
    電子束輻射固化樹脂對熱不敏感,因此其應用于纏繞成型工藝時,樹脂粘度可以通過溫度在很大范圍內調節,以滿足纏繞工藝對樹脂粘度的要求。即使是在室溫下粘度很大甚至呈固體狀的樹脂,也可以通過升高溫度降低其粘度,而不影響樹脂的工藝適用期,從而避免使用溶劑降低粘度,這有利于提高復合材料盼性能,也有利于降低成本和保護環境。同時采用電子束固化纏繞復合材料,沒有高溫高壓的工藝要求,因此其纏繞芯??梢允褂门菽芰?、石蠟、木材等低成本模具材料。早得到應用的輻射固化復合材料制件,就是法國人利用電子束固化纏繞的固體火箭發動機殼體,后來美國有關部門也研究了電子束固化纏繞復合材料(陽離子環氧樹脂),在戰術導彈火箭發動機殼體上的應用,并得出了相似的結論。然而國內目前僅僅對電子束固化層壓復合材料,工藝進行了較系統的研究,對液體成型RTM、纏繞成型電子束固化成型工藝,僅僅進行了探索性的研究。因此本,論文系統地研究了有關纏繞成型,電子束固化環氧樹脂體系的理化性能,得到一種良好的適于纏繞成型電子束固化樹脂。
    (二)實驗
    1、主要原料
    E-54:工業品,無錫樹脂廠;T700SC-12K碳纖維:日本Toray;改性劑A:改性酚醛型雙酚A環氧樹脂,自制;引發劑B:一種陽離子化合物,自制。
    2、實驗方法
    (1)樹脂配制
    樹脂配制:將E-54和改性劑A按比例稱量好,放入烘箱中加熱,控制烘箱溫度(65±5)℃,待兩組分混合均勻取出,加人引發劑B,攪拌使B完全溶在混和好的樹脂中,避光保存,待用。