碳纖維濕法纏繞環(huán)氧制備的要略

由于具有高強(qiáng)度、高模量、低密度等優(yōu)點(diǎn)，碳纖維成為當(dāng)前最重要的高性能纖
維。碳纖維復(fù)合材料已廣泛應(yīng)用在航空航天、海洋、汽車、體育器材等領(lǐng)域。在西
方發(fā)達(dá)國家，當(dāng)前最佳的固體火箭發(fā)動機(jī)殼體幾乎全部采用碳纖維復(fù)合材料；200
6年2月正式下水的美國“短劍”(M80Stiletto)高速隱形快艇，由于使用了全碳纖
維復(fù)合材料船身，比傳統(tǒng)的鋼鐵外殼更結(jié)實(shí)，更輕巧。“短劍”全重不超過500t，
速度可達(dá)50km/h。最近西安航天復(fù)合材料研究所，以TDE-85樹脂和AFG-90樹脂為主
體樹脂，混合芳香胺為固化劑，研究了一種適合于碳纖維復(fù)合材料濕法纏繞成型的
樹脂配方。據(jù)專家介紹，該樹脂的黏度低、適用期長，其澆鑄體具有優(yōu)異的力學(xué)性
能，用其制備的T-700碳纖維纏繞復(fù)合材料界面粘接好，NOL環(huán)層間剪切強(qiáng)度達(dá)到6
6.8MPa，拉伸強(qiáng)度達(dá)到2.44GPa。 內(nèi)容來自123456
據(jù)悉試驗(yàn)所用主要原材料有：TDE-85環(huán)氧樹脂、環(huán)氧值0.85；AFG-90環(huán)氧樹脂
、環(huán)氧值0.85～0.90，6360、660環(huán)氧活性稀釋劑，均由藍(lán)星新材料無錫樹脂廠提
供；DDM(二氨基二苯甲烷)，化學(xué)純，上海三愛思試劑有限公司；E-300(硫代甲基
甲苯二胺)，美國乙基公司；T-700碳纖維，日本東麗公司。專家介紹了澆鑄體的制
備：將環(huán)氧樹脂、稀釋劑、固化劑按照TDE-85：AFG-90：6360：660：固化劑=100
：40：15：7．5：62的配比混合均勻，澆鑄到標(biāo)準(zhǔn)模具中，在烘箱中按照90℃/2h
+130℃/3h+160℃/3h的條件固化，升溫速率是1℃/s。隨后是復(fù)合材料的制備——
其中單向板制備：樹脂膠液配好，在模具上纏繞300mm300mm2mm單向平板，然
后固化(固化條件與相應(yīng)樹脂澆鑄體同)，切割至規(guī)定的尺寸、NOL環(huán)制備：將配好
的膠液倒人浸膠槽，恒定張力2.5N，在DSC-1型纏繞機(jī)進(jìn)行NOL環(huán)纏繞成型，固化工

藝與相應(yīng)樹脂澆鑄體相同。
然后專家進(jìn)行了分析測試——按相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)測量澆鑄體及其定向復(fù)合材料
和NOL環(huán)的各項(xiàng)力學(xué)性能。專家介紹說，專家著重討論了樹脂基體配方設(shè)計、樹脂
澆鑄體的性能、樹脂膠液的黏度和適用期、T-700碳纖維復(fù)合材料的性能。采用TD
E-85和AFG-90環(huán)氧樹脂作為主體樹脂，E-300和DDM共同做固化劑，研制的H001配方
，室溫下黏度低，適用期在12h以上；澆鑄體具有強(qiáng)度高、模量大、韌性好等優(yōu)點(diǎn)
，斷裂伸長率超過6%；濕法纏繞成型時與T-700纖維浸潤性好，制造的復(fù)合材料界
面性能突出，強(qiáng)度高，能充分發(fā)揮碳纖維的性能。纏繞成型已經(jīng)被認(rèn)為是低成本制
造高性能碳纖維復(fù)合材料的首選方法之一，其制備的復(fù)合材料制品的性能取決于組
分性能、制品結(jié)構(gòu)設(shè)計，纖維與基體之間的界面性能等。隨著碳纖維性能的提高，
開發(fā)高性能樹脂基體，提高纖維強(qiáng)度轉(zhuǎn)化率，已成為碳纖維復(fù)合材料研究領(lǐng)域的一
個熱點(diǎn)。