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Verbundwerkstoffe werden alle mit Verstärkungsfasern und einem Kunststoffmaterial kombiniert. Die Rolle von Harz in Verbundwerkstoffen ist entscheidend. Die Auswahl des Harzes bestimmt eine Reihe von charakteristischen Prozessparametern, einige mechanische Eigenschaften und Funktionalität (thermische Eigenschaften, Entflammbarkeit, Umgebungswiderstand usw.), Harzeigenschaften sind auch ein Schlüsselfaktor für das Verständnis der mechanischen Eigenschaften von Verbundwerkstoffen. Wenn das Harz ausgewählt ist, wird das Fenster, das den Bereich der Prozesse und Eigenschaften des Verbundwerkstoffs bestimmt, automatisch bestimmt. Das Thermosettierungsharz ist aufgrund seiner guten Herstellung ein häufig verwendeter Harztyp für Harzmatrixverbundwerkstoffe. Thermosetharze sind bei Raumtemperatur fast ausschließlich flüssig oder halbfarbig und konzeptionell eher wie die Monomere, aus denen das thermoplastische Harz aus besteht als das thermoplastische Harz im endgültigen Zustand. Bevor Thermosettingharze geheilt werden, können sie in verschiedene Formen verarbeitet werden, aber wenn sie mithärteten, Initiatoren oder Wärme ausgehärtet werden, können sie nicht erneut geformt werden, da während des Aushärtes chemische Bindungen gebildet werden, und kleine Moleküle werden in dreidimensionale Kreuzverbindlichkeiten mit höheren molekularen Gewichten zusammengestellt.

Es gibt viele Arten von Thermosettungsharzen, häufig verwendet werden Phenolharze,Epoxidharze, Bis-Pferdharze, Vinylharze, Phenolharze usw.

(1) Phenolharz ist ein frühes thermosettierendes Harz mit guter Haftung, guter Wärmewiderstand und dielektrischen Eigenschaften nach der Heilung, und seine ausstehenden Merkmale sind hervorragende Flammenhemmung, niedrige Wärmefreisetzungsrate, niedrige Rauchdichte und Verbrennung. Das freigesetzte Gas ist weniger giftig. Die Verarbeitbarkeit ist gut, und die Komponenten für Verbundmaterial können durch Form-, Wickeln, Handauflagen, Sprühen und Pulstusionsprozesse hergestellt werden. Eine große Anzahl von Verbundwerkstoffen auf Phenolharzbasis wird in den Innenausstattungsmaterialien von Zivilflugzeugen verwendet.

(2)Epoxidharzist eine frühe Harzmatrix, die in Flugzeugstrukturen verwendet wird. Es zeichnet sich durch eine Vielzahl von Materialien aus. Verschiedene Härtungsmittel und Beschleuniger können einen Härtungstemperaturbereich von Raumtemperatur bis 180 ° C erhalten. Es hat höhere mechanische Eigenschaften; Guter Faseranpassungsart; Wärme- und Feuchtigkeitsbeständigkeit; Hervorragende Zähigkeit; Hervorragende Hersteller (gute Abdeckung, mittelschwere Harzviskosität, gute Fluidität, Druckbandbreite usw.); geeignet für das gesamte Co-Curing-Formstück großer Komponenten; billig. Der gute Formprozess und die hervorragende Zähigkeit von Epoxidharz machen es zu einer wichtigen Position in der Harzmatrix fortschrittlicher Verbundwerkstoffe.

(3)Vinylharzwird als eine der exzellenten korrosionsresistenten Harze anerkannt. Es kann den meisten Säuren, Alkalien, Salzlösungen und starken Lösungsmittelmedien standhalten. Es wird häufig in Papierherstellung, chemischer Industrie, Elektronik, Erdöl, Lagerung und Transport, Umweltschutz, Schiffen, Automobilbeleuchtungsindustrie verwendet. Es hat die Eigenschaften von ungesättigtem Polyester und Epoxidharz, so dass es sowohl die hervorragenden mechanischen Eigenschaften von Epoxidharz als auch die gute Prozessleistung von ungesättigtem Polyester haben. Neben der hervorragenden Korrosionsbeständigkeit hat diese Art von Harz auch eine gute Wärmefestigkeit. Es enthält Standardtyp, Hochtemperaturtyp, Flammhemmende, Impoell -Widerstandstyp und andere Sorten. Die Anwendung von Vinylharz in faserverstärktem Kunststoff (FRP) basiert hauptsächlich auf der Handaufnahme, insbesondere in Antikorrosionsanwendungen. Mit der Entwicklung von SMC ist die diesbezügliche Anwendung ebenfalls sehr auffällig.

. Diese Anforderungen umfassen: Große Komponenten und komplexe Profile bei 130 ℃ Herstellung von Komponenten usw. Im Vergleich zum Epoxidharz wird Shuangma -Harz hauptsächlich durch überlegene Luftfeuchtigkeit, Wärmefestigkeit und hohe Betriebstemperatur gekennzeichnet. Der Nachteil besteht darin, dass die Herstellbarkeit nicht so gut ist wie Epoxidharz und die Härtungstemperatur hoch (Härtung über 185 ℃) und eine Temperatur von 200 ℃ erfordert. Oder für eine lange Zeit bei einer Temperatur von über 200 ℃.
(5) Cyanid (Qing Diacustic) Esterharz hat eine niedrige Dielektrizitätskonstante (2,8 ~ 3,2) und extrem kleine Dielektrizitätsverlust -Tangente (0,002 ~ 0,008), hohe Temperaturen mit hohem Glas (240 ~ 290 ℃), niedrige Schrumpfung, niedrige Feuchtigkeitsabsorption, hervorragende mechanische Eigenschaften und Bindungseigenschaften und -antriebseigenschaften.
Gegenwärtig werden Cyanatharze hauptsächlich in drei Aspekten verwendet: gedruckte Leiterplatten für Hochgeschwindigkeitsdigital- und Hochfrequenz, Hochleistungswellenübertragungsstrukturmaterialien und Hochleistungsstrukturverbundwerkstoffe für die Luft- und Raumfahrt.

Um einfach auszudrücken, Epoxidharz, hängt die Leistung von Epoxidharz nicht nur mit den Synthesebedingungen zusammen, sondern hängt auch hauptsächlich von der molekularen Struktur ab. Die Glycidylgruppe im Epoxidharz ist ein flexibles Segment, das die Viskosität des Harzes verringern und die Prozessleistung verbessern kann, aber gleichzeitig den Wärmewiderstand des geheilten Harzes verringert. Die Hauptansätze zur Verbesserung der thermischen und mechanischen Eigenschaften von gehärteten Epoxidharzen sind ein geringes Molekulargewicht und eine Multifunktionalisierung, um die Vernetzungsdichte zu erhöhen und starre Strukturen einzuführen. Natürlich führt die Einführung einer starre Struktur zu einer Abnahme der Löslichkeit und einer Zunahme der Viskosität, was zu einer Abnahme der Epoxidharzprozessleistung führt. Wie man den Temperaturbeständigkeit des Epoxidharzsystems verbessert, ist ein sehr wichtiger Aspekt. Unter der Sicht des Harz- und Härtungsmittels sind je mehr funktionelle Gruppen, desto größer die Vernetzungsdichte. Je höher der TG. Spezifischer Betrieb: Verwenden Sie multifunktionales Epoxidharz oder Aushärtungsmittel und verwenden Sie hochpuriges Epoxidharz. Die häufig verwendete Methode besteht darin, einen bestimmten Anteil an O-Methylacetaldehyd-Epoxidharz in das Härtungssystem hinzuzufügen, das einen guten Effekt und niedrige Kosten hat. Je größer das durchschnittliche Molekulargewicht ist, desto schmaler die Molekulargewichtsverteilung und desto höher der TG. Spezifischer Betrieb: Verwenden Sie ein multifunktionales Epoxidharz oder ein Härtungsmittel oder andere Methoden mit einer relativ gleichmäßigen Molekulargewichtsverteilung.

Als Hochleistungsharzmatrix, die als zusammengesetzte Matrix verwendet wird, müssen ihre verschiedenen Eigenschaften wie Verarbeitbarkeit, thermophysikalische Eigenschaften und mechanische Eigenschaften den Bedürfnissen praktischer Anwendungen erfüllen. Die Herstellbarkeit der Harzmatrix umfasst Löslichkeit in Lösungsmitteln, Schmelzviskosität (Fließfähigkeit) und Viskositätsänderungen sowie Geleitveränderungen mit Temperatur (Prozessfenster). Die Zusammensetzung der Harzformulierung und die Auswahl der Reaktionstemperatur bestimmen die chemische Reaktionskinetik (Heilungsgeschwindigkeit), die chemischen rheologischen Eigenschaften (Viskositäts-Temperatur im Vergleich zu Zeit) und thermodynamische (exotherme) thermodynamische chemische Reaktion. Unterschiedliche Prozesse haben unterschiedliche Anforderungen an die Harzviskosität. Im Allgemeinen beträgt die Harzviskosität für den Wickelprozess im Allgemeinen etwa 500 CPs. Für den Pulstusionsprozess beträgt die Harzviskosität etwa 800 ~ 1200 CPs; Für den Vakuum -Einführungsprozess beträgt die Harzviskosität im Allgemeinen rund 300 CPs, und das RTM -Verfahren kann höher sein, aber im Allgemeinen wird es 800 CP nicht überschreiten. Für den Prepreg -Verfahren muss die Viskosität relativ hoch sein, im Allgemeinen etwa 30000 ~ 50000 CPs. Natürlich hängen diese Viskositätsanforderungen mit den Eigenschaften des Prozesses, der Ausrüstung und den Materialien selbst zusammen und sind nicht statisch. Im Allgemeinen nimmt die Viskosität des Harzes mit zunehmender Temperatur im niedrigeren Temperaturbereich ab. Mit zunehmender Temperatur verläuft jedoch auch die Härtungsreaktion des Harzes, kinetisch gesehen die Temperatur, die sich der Reaktionsrate für alle 10 ℃ erhöht, und diese Näherung ist immer noch nützlich, um die Viskosität eines reaktiven Harzsystems auf einen bestimmten kritischen Viskositätspunkt zu schätzen. Beispielsweise dauert es 50 Minuten für ein Harzsystem mit einer Viskosität von 200 CPs bei 100 ° C, um seine Viskosität auf 1000 CPS zu erhöhen, und dann die Zeit, die für dasselbe Harzsystem erforderlich ist, um seine anfängliche Viskosität von weniger als 200 CPs auf 1000 CP bei 110 ° C zu erhöhen. Die Auswahl der Prozessparameter sollte die Viskosität und die Gelzeit vollständig berücksichtigen. Beispielsweise muss im Vakuum -Einführungsprozess sichergestellt werden, dass die Viskosität bei der Betriebstemperatur innerhalb des vom Prozess erforderlichen Viskositätsbereichs liegt, und die Topflebensdauer des Harzes bei dieser Temperatur muss lang genug sein, um sicherzustellen, dass das Harz importiert werden kann. Zusammenfassend muss die Auswahl des Harztyps im Injektionsprozess den Gelpunkt und die Füllzeit und die Temperatur des Materials berücksichtigen. Andere Prozesse haben eine ähnliche Situation.

Im Formprozess bestimmen die Größe und Form des Teils (Form), die Art der Verstärkung und die Prozessparameter die Wärmeübertragungsrate und den Massenübertragungsprozess des Prozesses. Harz heilt exotherme Wärme, die durch die Bildung chemischer Bindungen erzeugt wird. Je mehr chemische Bindungen pro Volumeneinheit pro Zeiteinheit gebildet werden, desto mehr Energie wird freigesetzt. Die Wärmeübertragungskoeffizienten von Harzen und ihren Polymeren sind im Allgemeinen ziemlich niedrig. Die Wärmeentfernungsgeschwindigkeit während der Polymerisation kann nicht mit der Wärmeerzeugung übereinstimmen. Diese inkrementellen Mengen an Wärme führen dazu, dass chemische Reaktionen schneller fortgesetzt werden, was dazu führt, dass diese selbstbeschwerungsfähige Reaktion letztendlich zu Spannungsversagen oder einem Abbau des Teils führt. Dies ist stärker bei der Herstellung von zusammengesetzten Teilen mit großer Dicke und besonders wichtig, um den Härtungsprozessweg zu optimieren. Das Problem des lokalen „Temperaturüberschreiters“, der durch die hohe exotherme Rate der Präparathärtung verursacht wird, und die Zustandsdifferenz (wie Temperaturdifferenz) zwischen dem globalen Prozessfenster und dem lokalen Prozessfenster sind auf die Steuerung des Härtungsprozesses zurückzuführen. Die „Temperaturgleichmäßigkeit“ in dem Teil (insbesondere in der Dickerichtung des Teils), um „Temperaturgleichmäßigkeit“ zu erreichen, hängt von der Anordnung (oder Anwendung) einiger „Einheitstechnologien“ im „Fertigungssystem“ ab. Bei dünnen Teilen steigt die Temperatur sanft an, da eine große Wärmemenge in die Umwelt aufgelöst wird und manchmal das Teil nicht vollständig geheilt wird. Zu diesem Zeitpunkt muss die Hilfswärme angewendet werden, um die Vernetzungsreaktion abzuschließen, dh kontinuierliche Erwärmung.

Die nicht-autoklave forming-Technologie für zusammengesetzte Materialien ist relativ zur traditionellen autoklaven Formtechnologie. Im Großen und Ganzen kann jede Verbundmaterialformierungsmethode, bei der keine Autoklavengeräte verwendet werden, als Nicht-Autoklave-Formtechnologie bezeichnet werden. . Bisher umfasst die Anwendung der Nicht-Autoklave-Formtechnologie im Bereich der Luft- und Raumfahrt hauptsächlich die folgenden Richtungen: Nicht-Autoklave-Prepreg-Technologie, Flüssigformtechnologie, Prepreg-Komprimierungsformtechnologie, Mikrowellenhärtungstechnologie, Elektronenstrahlhärtungstechnologie, ausgewogene Druckflüssigkeitsformungstechnologie. Unter diesen Technologien befindet sich die Prepreg-Technologie von OOA (Outof Autoklave) näher am traditionellen Autoklavenformprozess und verfügt über eine breite Palette an manueller Verlegung und automatischer Grundlagenprozessfundamente. Autoklave -Forming -Technologie. Ein wichtiger Grund für die Verwendung eines Autoklaven für Hochleistungs-Verbundteile besteht darin, den Prepreg ausreichend Druck zu liefern, größer als der Dampfdruck von Gas während der Heilung, um die Bildung von Poren zu hemmen, und dies ist OOA-Prepreg. Ob die Porosität des Teils unter Vakuumdruck kontrolliert werden kann und seine Leistung die Leistung von Autoklavengehärtetlaminat erreichen kann, ist ein wichtiges Kriterium für die Bewertung der Qualität von OOA -Prepreg und seinem Formprozess.

Die Entwicklung der OOA Prepreg -Technologie stammt erstmals aus der Entwicklung von Harz. Es gibt drei Hauptpunkte bei der Entwicklung von Harzen für OOA-Präparationen: Eine besteht darin, die Porosität der geformten Teile zu kontrollieren, z. Die zweite besteht darin, die Leistung der gehärteten Harze zu verbessern, um die durch den Autoklavenprozess gebildeten Harzeigenschaften zu erreichen, einschließlich thermischer Eigenschaften und mechanischer Eigenschaften. Das dritte besteht darin, sicherzustellen, dass das Prepreg eine gute Herstellbarkeit aufweist, z. B. um sicherzustellen, dass das Harz unter einem Druckgradienten eines atmosphärischen Drucks fließen kann, und sicherzustellen, dass es außerhalb der Zeit eine lange Lebensdauer und ausreichende Raumtemperatur usw. hat. Rohstoffhersteller führen materielle Forschung und Entwicklung gemäß spezifischen Entwurfsanforderungen und Prozessmethoden durch. Die Hauptanweisungen sollten: Verbesserung der mechanischen Eigenschaften, Erhöhung der externen Zeit, die Verringerung der Härtungstemperatur und die Verbesserung der Feuchtigkeit und Wärmebeständigkeit. Einige dieser Leistungsverbesserungen sind widersprüchlich. , wie hohe Zähigkeit und niedrige Temperaturhärtung. Sie müssen einen Gleichgewichtspunkt finden und ihn umfassend betrachten!

Neben der Entwicklung von Harz fördert die Herstellungsmethode von Prepreg auch die Anwendungsentwicklung von OOA Prepreg. Die Studie ergab, wie wichtig Prepreg-Vakuumkanäle für die Herstellung von Nullporositätslaminaten sind. Nachfolgende Studien haben gezeigt, dass semi-imprägnierte Präparaten die Gasdurchlässigkeit effektiv verbessern können. OOA-Präparaten werden mit Harz halbmantiert und trockene Fasern werden als Kanäle für Abgas verwendet. Die an der Heilung des Teils beteiligten Gase und Flüchtigen können durch Kanäle so erschöpfen, dass die Porosität des letzten Teils <1%beträgt.
Der Vakuumbagging-Prozess gehört zum OOA-Prozess (Nicht-Autoklavenforming). Kurz gesagt, es ist ein Formprozess, das das Produkt zwischen Form und Vakuumbeutel versiegelt und das Produkt unter Druck setzt, um das Produkt kompakter und bessere mechanische Eigenschaften zu machen. Der Hauptherstellungsprozess ist

Zunächst wird ein Freisetzungsmittel oder ein Freisetzungsgewebe auf die Layup -Form (oder eine Glasfolie) aufgetragen. Der Prepreg wird gemäß dem Standard des verwendeten Prepregs untersucht, hauptsächlich einschließlich der Oberflächendichte, des Harzgehalts, der volatilen Materie und anderer Informationen des Prepregs. Schneiden Sie das Prepreg auf Größe. Achten Sie beim Schneiden auf die Richtung der Fasern. Im Allgemeinen muss die Richtungsabweichung der Fasern weniger als 1 ° betragen. Zahlen Sie jede Blindeinheit und zeichnen Sie die Prepreg -Nummer auf. Beim Auflegen von Schichten sollten die Schichten streng mit der auf dem Lay-up-Plattenblatt erforderlichen Auftragsreihenfolge übereinstimmen, und das PE-Film oder das Veröffentlichungspapier sollten entlang der Richtung der Fasern angeschlossen werden, und die Luftblasen sollten entlang der Richtung der Fasern verfolgt werden. Der Schaber spreizt den Prepreg aus und kratzt ihn so weit wie möglich aus, um die Luft zwischen den Schichten zu entfernen. Beim Auflegen ist es manchmal notwendig, Vorregionen zu spleißen, die entlang der Faserrichtung gespleißt werden müssen. Beim Spleißprozess sollten Überlappung und weniger Überlappung erreicht werden, und die Spleißnähte jeder Schicht sollten gestaffelt sein. Im Allgemeinen lautet die Spleißlücke der unidirektionalen Prepreg wie folgt. 1 mm; Der geflochtene Prepreg ist nur überlappen, nicht Spleißen und die Überlappungsbreite beträgt 10 ~ 15 mm. Achten Sie als nächstes auf die Vakuum vor dem Kompaktion, und die Dicke der Vorpumpen variiert je nach Anforderungen. Ziel ist es, die im Layup eingeschlossene Luft und die flüchtigen in der Vorregion eingeschlossen zu entlasten, um die interne Qualität der Komponente zu gewährleisten. Dann gibt es die Verlegung von Hilfsmaterialien und Vakuumbacken. Beutelversiegelung und -härtung: Die endgültige Anforderung besteht darin, keine Luft auszulehnen. HINWEIS: Der Ort, an dem häufig Luftlecks vorhanden sind, ist die Dichtmittelverbindung.

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