高温RTM成型复合材料性能研究

摘要

本文建立了高温RTM工艺所需要的成型系统,并利用模拟树脂尼龙-548验证了高温系统的适用性;确定了成型用双马来酰亚胺(BMI)树脂的注模温度并研究了树脂在纤维中的流动情况.研究了高温热处理、臭氧处理及表面涂覆等碳纤维处理方法对高温RTM成型复合材料界面性能的影响,通过成型试样弯曲强度的比较确定了各种处理方法的最佳工艺参数;利用测量注模流动曲线的方法研究碳纤维处理前后对树脂浸润性的改变.利用扫描电子显微镜(SEM)对碳纤维表面处理效果进行表征,比较碳纤维处理后成型试样与处理前试样的弯曲断口与截面的形貌,研究了碳纤维处理对纤维与树脂的粘接强度的影响;利用X光电子能谱(XPS)分析了处理前后碳纤维表面官能团的变化,从纤维表面元素含量的变化上研究了碳纤维改性机理.

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1课题来源及研究意义

1.2 RTM成型复合材料研究进展

1.2.1 RTM工艺的的特点与应用

1.2.2 RTM工艺使用的原材料

1.2.3 RTM注入设备、模具及加热系统

1.2.4影响RTM成型复合材料力学性能的因素

1.3树脂基复合材料界面改性研究

1.3.1碳纤维表面改性

1.3.2碳纤维表面及其复合材料界面表征

1.4主要研究内容

第2章材料与实验

2.1实验原料及仪器

2.1.1实验原料

2.1.2实验仪器

2.2 RTM工艺用碳织物处理

2.2.1碳织物的热处理

2.2.2碳织物的臭氧处理

2.2.3碳织物的表面涂覆

2.3碳织物表面改性分析

2.4性能测试

2.4.1复合材料弯曲强度的测试

2.4.2复合材料孔隙率的测定

2.4.3复合材料密度的测定

第3章高温RTM成型系统的建立

3.1模具设计

3.1.1模具材质

3.1.2模具密封

3.1.3试样的脱模

3.2高温RTM成型系统的建立

3.2.1盛胶器

3.2.2加热器

3.2.3真空注模和流体输送

3.3本章小结

第4章RTM成型工艺研究

4.1 RTM工艺流程图

4.2树脂注模温度的确定

4.2.1注模温度对密度的影响

4.2.2注模温度对弯曲强度的影响

4.3树脂的流动

4.4本章小结

第5章碳织物表面改性对复合材料性能的影响

5.1碳织物改性对复合材料性能影响

5.1.1高温热处理对复合材料弯曲强度的影响

5.1.2高温热处理对碳纤维表面的作用

5.1.3热处理对碳织物浸润性能的影响

5.2臭氧处理对复合材料性能的影响

5.2.1臭氧处理对复合材料弯曲强度的影响

5.2.2臭氧处理对碳织物浸润性的影响

5.3臭氧处理退化效应的研究

5.4有机-无机纳米二氧化硅浆料涂覆的研究

5.4.1浆料涂覆的均匀性

5.4.2浆料涂覆对复合材料弯曲强度的影响

5.4.3涂覆后碳纤维表面元素的变化

5.5本章小结

结论

参考文献

附录:双马来酰亚胺树脂主要成份的结构式

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