該成型技術(shù)特點(diǎn)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(duì)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。中國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂行業(yè)協(xié)會(huì)(www.epoxy-e.cn)專(zhuān)家介紹說(shuō),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(chē)、飛機(jī)等結(jié)構(gòu)件。美國(guó)已進(jìn)行了VARI技術(shù)F-35、P-3、S-3、C-5、C-130等機(jī)型上試驗(yàn)及驗(yàn)證工作。VARI技術(shù)在其他國(guó)防領(lǐng)域(導(dǎo)彈儀器艙段、潛艇壁板等)也進(jìn)行了大量的應(yīng)性研究。因此具有巨大的應(yīng)用前景。國(guó)外針對(duì)VARI工藝開(kāi)發(fā)的一系列基體樹(shù)脂,除環(huán)氧樹(shù)脂外尚有有酯樹(shù)脂、乙烯基樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、雙馬來(lái)酰亞胺樹(shù)脂、氰酸酯樹(shù)脂等。其中聚酯樹(shù)脂、乙烯基樹(shù)脂由于強(qiáng)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(shù)脂、雙來(lái)酰亞胺樹(shù)脂。
國(guó)內(nèi)目前針對(duì)VARI工藝開(kāi)發(fā)的樹(shù)脂只有BA9911,屬于乙烯基—雙馬來(lái)酰亞胺樹(shù)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(shù)脂在國(guó)內(nèi)還是空白。中國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂行業(yè)協(xié)會(huì)專(zhuān)家表示,因此開(kāi)發(fā)高性能VARI工藝基體樹(shù)脂,是開(kāi)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(guó)外差距的基本前提。北航工程所的專(zhuān)家在BA9912樹(shù)脂的配制中,經(jīng)過(guò)大量試驗(yàn)和分析比較,選用了低黏度高性能的TDE-85環(huán)氧樹(shù)脂,研制了低黏度高活性的BA-1固化劑、高效的BA-2固化促進(jìn)劑,實(shí)現(xiàn)了BA9912樹(shù)脂的中溫固化,滿足了VARI低成本成型工藝的低黏度要求。據(jù)中國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂行業(yè)協(xié)會(huì)專(zhuān)家介紹,其過(guò)程并不復(fù)原。
具體過(guò)程是:按適當(dāng)配比稱取TDE-85環(huán)氧樹(shù)脂、BA-1固化劑和BA-2促進(jìn)劑,先將TDE-85環(huán)氧樹(shù)脂與BA-2促進(jìn)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(guò)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(shù)脂體系。BA9912樹(shù)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(yàn)件,測(cè)試其力學(xué)性能和耐熱性能。最后制備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(shù)脂,通過(guò)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(guó)軍標(biāo)的要求制作了相應(yīng)性能的試樣件,分別測(cè)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(dá)到要求。
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