固化工艺对纤维缠绕炭纤维增强复合材料力学性能的影响

以NOL环试样的拉伸强度作为考察指标,通过对T700/E-51复合材料的固化制度进行正交试验设计,研究了固化工艺对纤维缠绕炭纤维增强复合材料力学性能的影响。对试验结果进行了极差分析和方差分析,结果表明,通过正交试验设计方法研究固化工艺对复合材料性能的影响,可以大大减少试验次数;后固化温度下的保温时间对试件力学性能影响最大;目前采用的固化制度不是最优组合,需要进一步寻求最优组合。     

热固性酚醛树脂固化环氧树脂反应动力学研究

文章采用非等温DSC法研究了酚醛/环氧树脂/TA催化剂体系热固化动力学:Friedman法确定了固化动力学参数,动力学模拟建立了固化机理模型函数。结果表明:该体系放热曲线存在一个放热峰;可用Bna反应模式机理函数描述热固化反应过程,反应模式为枝状成核的自催化反应。由模型函数得出的反应时间与反应程度关系发现:温度为160℃,反应时间为30m in时,该体系反应程度达到了90%,为固化工艺条件的选择提供了依据。     

CFRP拉挤工艺过程固化度数值模拟与实验

碳纤维增强塑料(CFRP)拉挤成型过程中固化度和温度变化为强耦合关系.通过差示扫描量热(DSC)实验计算得到模型所需的固化动力学参数,根据固化动力学和传热学理论建立了非稳态温度场与固化动力学数学模型,采用有限元与有限差分相结合的方法和ANSYS求解耦合场的间接耦合法对拉挤工艺不同工况下CFRP固化度进行数值模拟.采用特殊设计制作的铝毛细管封装的布拉格光栅光纤(FBG)传感器,屏蔽了荷载效应应变干扰,对CFRP温度场实时检测,从而计算得到实时固化度;同时采用索氏萃取实验测定CFRP制品固化度.结果表明,模拟与实验结果基本吻合.     

双酚F环硫/环氧树脂/胺体系固化反应及其交联网络的研究

合成了双酚F环氧/环硫树脂，采用元素分析、红外光谱分析和核磁共振光谱分析确定了合成树脂的结构,对比研究了环硫基团/环氧基团为0/100、15/85和50/50（质量比）的双酚F环硫/环氧树脂与脂环胺DMDC固化剂体系的固化行为。通过差示扫描量热仪（DSC）、动态力学热分析仪（DMTA）等手段研究了固化剂配比对体系固化程度、固化物的模量和玻璃化转变温度的影响，结果显示：当环硫基团质量分数从0分别增加到15%和50%时，环硫/环氧树脂/胺体系不仅固化速度加快，且固化剂用量相应减少约15%和50%，说明胺基与环硫基团开环反应形成的—SH或—S-可作为固化剂进一步与环氧基团和环硫基团进行开环反应；另一方面，固化物的模量和玻璃化转变温度有所提高，说明环硫树脂固化物交联网络更密集，也证明了环硫/环氧树脂的固化反应行为与环氧树脂存在不同。     

微波幅射对环氧树脂固化行为的影响

文中设计了一套全新实验装置 ,用红外光谱追踪了环氧树脂E-51/100A、环氧树脂E-51/二氨基二苯基甲烷 (DDM )和环氧树脂E-51/二氨基二苯基砜(DDS)的固化过程;计算了在微波和传统条件下反应的活化能。结果表明:微波条件下高于在传统条件下的固化速度;微波辐射能减低反应活化能,且减低的程度与它们在传统条件下反应的活化能成正比,比率为0.1;微波辐射不能改变最终产品的结构。     

超支化聚酯基二茂铁/环氧树脂复合材料的固化行为及性能研究

采用非等温DSC法对超支化聚酯基二茂铁/环氧树脂固化体系的固化反应热行为及固化动力学进行了研究,分别利用Kissinger和Ozawa动力学模型计算得到各体系固化反应的表观活化能,利用Crane模型计算出固化反应级数,通过固化体系的DSC数据确定了体系的固化工艺为100 ℃2 h→140 ℃2 h→160 ℃1 h,并通过TG及DSC测试了在该工艺固化后复合材料的5%热失重温度在287~330 ℃,玻璃化转变温度在105.29~130.27 ℃之间,具有良好的热性能.      

T700/5429复合材料热成型工艺过程研究

为完成树脂基复合材料固化成型工艺过程研究,提出了基于傅里叶热传导定律和基体热动力学特性的复合材料固化过程热?化学模型,完成了复合材料成型过程中热压罐及复合材料层合板内部瞬态温度场的模拟分析,评估了温度场分布情况对复合材料成型精度和固化变形的影响规律.研究结果表明厚度是影响复合材料内部温度场分布的重要结构参数,T700/...     

具有金属内衬缠绕压力容器成型全过程应力场分析

基于具有金属内衬复合材料缠绕容器缠绕、固化和预超压3个制造工艺过程的特点，提出一种温度参数当量法模型和虚实单元分析策略，以模拟在缠绕预张力工艺中的力学行为．根据固化反应动力学理论和热传导理论，对具有金属内衬的复合材料纤维缠绕压力容器在固化工艺过程中瞬态温度、固化度和热应力场分布及其变化规律进行了数值分析．采用经典塑性理论为基础的非线性有限元方法，预测了预超压工艺后容器复合材料缠绕层和金属内衬内残余应力场的分布．以一典型的具有金属内衬复合材料纤维缠绕压力容器为例，讨论了在3个工艺过程中工艺参数对容器内应力场分布的影响．结果表明：适合的工艺参数能够提高压力容器的承载能力．     

玻璃钢缠绕气瓶用环氧树脂固化动力学研究

制备了以环氧树脂为基体,甲基六氢苯酐为固化剂,咪唑为促进剂的环氧树脂体系。采用非等温差示扫描法(DSC)研究了环氧树脂/甲基六氢苯酐体系的固化过程,得出了升温速率对固化体系DSC曲线的影响。引用Kissinger理论,确定了固化反应的动力学参数以及固化反应动力学模型。     

干式变压器浇注用环氧树脂体系固化动力学研究

基于非等温DSC方法对干式变压器浇注用环氧树脂体系动态升温过程中的固化动力学进行了研究，采用无模型法得到了体系的活化能和指前因子与固化度之间的关系，分析发现该体系固化反应不是简单的一步反应，而是复杂的多步反应。用唯象模型拟合法对DSC测试结果进行了非线性拟合，两者吻合很好，表明该体系符合通用n级三步分支反应模型。最后用唯象模型对该体系的等温反应进行了预测，得到了等温下体系的固化度随时间的变化规律。研究结果为改进真空浇注干式变压器工艺提供了有力的指导。     

T-800碳纤维湿法缠绕用环氧树脂基体研究

针对制备高性能碳纤维缠绕复合材料的要求,以TDE-85树脂为主体树脂、AG-80树脂为添加树脂,选用混合芳香胺固化剂,研究了一种适合于T-800碳纤维复合材料缠绕成型的树脂基体。结果表明,该树脂的黏度和适用期可满足湿法缠绕成型工艺要求,其浇铸体具有优异的耐热性能与机械性能,而其制备的T-800碳纤维复合材料界面粘接好,缠绕强力环层间剪切强度达到81MPa、拉伸强度高于2500MPa,适合T-800碳纤维的湿法缠绕成型。     

Resin Matrix／Fiber Reinforced Composite Material,Ⅲ ： Simulating Results

According to the mathematical model which describes the curing process of composites constructed from continuous fiber-reinforced, thermosetting resin matrix prepreg materials, and the consolidation of the composite, the computer code calculates the data of the process variables of the flat-plate composites cured by a specified cure cycle, provides the variation of temperature distribution, the cure degree process, the resin variation and fibers stress inside the composite, the void variation and the residual stress distribution. The mechanism of curing process is illustrated and the cure cycle of composite material is optimized.     

耐高温碳纤维增强环氧树脂复合材料的制备

将二聚酸(dimer acid, DFA)改性缩水甘油胺类环氧树脂(4,4'-methylenebis(N,N-diglycidylaniline)/N, N, N', N'-tetraglycidyl-2, 2-bis [4-(4-aminophenoxy) phenyl] propane, TGDDE/TGBAPP), 并和其他具有不同黏度的多官能环氧树脂组成环氧树脂预浸料体系, 制得了一种适用于热熔膜法制备碳纤维增强环氧树脂预浸料的环氧树脂体系及耐高温碳纤维增强环氧树脂复合材料. 研究结果表明: 该树脂的适用期达 60 d 以上, 固化物热稳定性达300 ℃ 以上; 复合材料具有较好的耐热性能, 长期使用其耐热温度可达 160 ℃ 以上, 符合高性能碳纤维增强环氧树脂复合材料对耐热性能的要求.     

环氧复合材料基体对层间剪切强度的影响

本文用NOL环短梁三点弯曲试验对玻纤/环氧复合材料的层间剪切强度作了试验测定,对层间剪切破坏面作了扫描电镜观察,发现由于环氧树脂的配方不同,层间剪切破坏面的细观形貌有二种典型特征,层间剪切强度的高低与剪切破坏面的待征相对应.     

Resin Matrix/Fiber Reinforced Composite Material,Ⅲ:Simulating Results

According to the mathematical model which describes the curing process of composites constructed from continuous fiber-reinforced, thermosetting resin matrix prepreg materials, and the consolidation of the composite, the computer code calculates the data of the process variables of the flat-plate composites cured by a specified cure cycle, provides the variation of temperature distribution, the cure degree process, the resin variation and fibers stress inside the composite, the void variation and the residual stress distribution. The mechanism of curing process is illustrated and the cure cycle of composite material is optimized.     

Resin Matrix／Fiber Reinforced Composite Material, Ⅱ： Method of Solution and Computer Code

According to a mathematical model which describes the curing process of composites constructed from continuous fiber-reinforced, thermosetting resin matrix prepreg materials, and the consolidation of the comopsites, the solution method to the model is made and a computer code is developed, which for flat-plate composites cured by a specified cure cycle, provides the variation of tenaperature distribution, the cure reaction process in the resin, the resin flow and fibers stress inside the composite, the void variation and the residual stress distribution.     

An Investigation of Stimulating the Autoclave Curing Process of Resin Matrix／Fiber Reinforced Composite Material, Ⅰ ： Process model

A mathematical model is made which describes the curing process of composites constructed from continuous fiber-reinforced, thermosetting resin matrix prepreg materials, and the consoli-dation of the composite is developed. The model provides the variation of temperature distribu-tion, the entre reaction process in the resin, the resin flow and fibers stress inside the composite,and the void variation and the residual stress distribution. It can be used to illustrate the mecha-nism of curing process and optimize the cure cycle of composite material in order to ensure the quality of a product.