樹脂傳遞模塑碳-環(huán)氧復(fù)合材料界面優(yōu)化.pdf

1、樹脂傳遞模塑(Resin Transfer Molding，RTM)工藝是一種制造高性能纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料的先進(jìn)技術(shù)，因其成型速度快、生產(chǎn)效率高、成本低、對(duì)環(huán)境污染小的特點(diǎn)，在航空、航天及交通運(yùn)輸?shù)确矫娴玫皆絹碓綇V泛的應(yīng)用，特別是在具有高比強(qiáng)度、高比模量的高性能樹脂基復(fù)合材料的成型方面具有很大的優(yōu)勢。RTM成型工藝的特點(diǎn)和碳纖維的自身的特性決定了RTM成型復(fù)合材料存在弱界面問題，這對(duì)復(fù)合材料的使用產(chǎn)生很大的影響。因此，研究纖維改性

2、對(duì)RTM成型復(fù)合材料界面的影響具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。
　　本文通過對(duì)E-51改性TDE-85環(huán)氧樹脂體系的優(yōu)化，確定了RTM用樹脂體系為E-51：TDE-85=0.3，并通過對(duì)所選樹脂體系建立化學(xué)流變模型，確定了RTM成型工藝注射窗口。研究了等離子體處理對(duì)碳纖維的表面性能及其復(fù)合材料力學(xué)性能的影響。采用X光電子能譜(XPS)、原子力顯微鏡(AFM)、動(dòng)態(tài)接觸角測試(DCA)對(duì)等離子體處理前后的碳纖維表面進(jìn)行表征。結(jié)果表明，

3、經(jīng)過等離子體處理后，碳纖維表面的元素發(fā)生了明顯變化，碳纖維表面引入了活性基團(tuán)；表面出現(xiàn)了溝槽和蝕刻坑，纖維的比表面積增大；纖維的接觸角下降，表面能增加，纖維與樹脂的浸潤性增強(qiáng)。經(jīng)過等離子體處理后，RTM成型復(fù)合材料的彎曲和層間剪切強(qiáng)度均提高，在處理時(shí)間為3min時(shí)，彎曲和層間剪切強(qiáng)度都達(dá)到最大分別為885.50MPa和50.22MPa，比未處理的彎曲強(qiáng)度(758.60MPa)和層間剪切強(qiáng)度(38.99MPa)分別提高了16.72％和28