環氧樹脂是一種廣泛應用于先進復合材料領域的熱塑性樹脂,因其具有優異的粘接性、抗腐蝕性、熱性能、機械性能及較低的固化收縮率而備受青睞。然而,環氧樹脂在使用過程中存在著易燃的缺點,這在一定程度上限制了其在某些領域的應用。為了解決這一問題,研究人員致力于開發阻燃型環氧樹脂,以滿足更廣泛的使用需求。
芳綸纖維作為一種高強度、耐腐蝕的纖維材料,被廣泛應用于航空航天、軍事、建筑、安全防護等領域。其優良的力學性能和耐腐蝕性使得芳綸纖維成為制造先進復合材料的理想增強材料。
在此背景下,非熱壓罐成型中溫固化阻燃環氧樹脂芳綸纖維預浸料復合材料的研究應運而生。這種預浸料由環氧樹脂、固化體系和芳綸纖維組成,通過中溫固化工藝制備而成。中溫固化工藝既保留了環氧樹脂較高的性能,又降低了固化成型過程中樹脂的內應力,使得預浸料具有更好的成型性能和更低的成本。
阻燃環氧樹脂的研制是這一研究領域的核心。通過引入阻燃劑、調整固化體系等方法,研究人員成功地提高了環氧樹脂的阻燃性能,使其達到UL 94-V0等級。同時,預浸料在固化過程中保持了較低的空隙率,具有良好的力學性能,可以在85℃下長期使用。此外,該預浸料還具有較低的煙密度、低毒性和無熔滴特性,符合軌道交通領域的DIN 5510-2標準。
非熱壓罐成型工藝是制備該預浸料復合材料的關鍵技術。相比傳統的熱壓罐成型工藝,非熱壓罐成型工藝具有設備簡單、能耗低、生產效率高等優點。通過優化成型工藝參數,如溫度、壓力和時間等,研究人員成功地實現了預浸料在非熱壓罐條件下的固化成型,獲得了具有優良力學性能和阻燃性能的復合材料制品。
該復合材料在航空航天、軌道交通、體育休閑、機械建筑、汽車及電氣等領域具有廣泛的應用前景。在航空航天領域,該復合材料可用于制造飛機、航天器的結構件,如機翼、尾翼等。在軌道交通領域,該復合材料可用于制造列車車廂、地鐵車輛等。在體育休閑領域,該復合材料可用于制造運動器材、戶外裝備等。在機械建筑領域,該復合材料可用于制造橋梁、建筑構件等。在汽車及電氣領域,該復合材料可用于制造汽車零部件、電線電纜等。
總之,非熱壓罐成型中溫固化阻燃環氧樹脂芳綸纖維預浸料復合材料的研究具有重要的理論意義和實際應用價值。通過不斷優化制備工藝和提高材料性能,這種復合材料將在更多領域得到廣泛應用,為推動先進復合材料的發展做出重要貢獻。