環(huán)氧樹脂是一種廣泛應(yīng)用于先進(jìn)復(fù)合材料領(lǐng)域的熱塑性樹脂,因其具有優(yōu)異的粘接性、抗腐蝕性、熱性能、機(jī)械性能及較低的固化收縮率而備受青睞。然而,環(huán)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(lǐng)域的應(yīng)用。為了解決這一問題,研究人員致力于開發(fā)阻燃型環(huán)氧樹脂,以滿足更廣泛的使用需求。
芳綸纖維作為一種高強(qiáng)度、耐腐蝕的纖維材料,被廣泛應(yīng)用于航空航天、軍事、建筑、安全防護(hù)等領(lǐng)域。其優(yōu)良的力學(xué)性能和耐腐蝕性使得芳綸纖維成為制造先進(jìn)復(fù)合材料的理想增強(qiáng)材料。

在此背景下,非熱壓罐成型中溫固化阻燃環(huán)氧樹脂芳綸纖維預(yù)浸料復(fù)合材料的研究應(yīng)運(yùn)而生。這種預(yù)浸料由環(huán)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(huán)氧樹脂較高的性能,又降低了固化成型過程中樹脂的內(nèi)應(yīng)力,使得預(yù)浸料具有更好的成型性能和更低的成本。
阻燃環(huán)氧樹脂的研制是這一研究領(lǐng)域的核心。通過引入阻燃劑、調(diào)整固化體系等方法,研究人員成功地提高了環(huán)氧樹脂的阻燃性能,使其達(dá)到UL 94-V0等級。同時,預(yù)浸料在固化過程中保持了較低的空隙率,具有良好的力學(xué)性能,可以在85℃下長期使用。此外,該預(yù)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(lǐng)域的DIN 5510-2標(biāo)準(zhǔn)。
非熱壓罐成型工藝是制備該預(yù)浸料復(fù)合材料的關(guān)鍵技術(shù)。相比傳統(tǒng)的熱壓罐成型工藝,非熱壓罐成型工藝具有設(shè)備簡單、能耗低、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點。通過優(yōu)化成型工藝參數(shù),如溫度、壓力和時間等,研究人員成功地實現(xiàn)了預(yù)浸料在非熱壓罐條件下的固化成型,獲得了具有優(yōu)良力學(xué)性能和阻燃性能的復(fù)合材料制品。
該復(fù)合材料在航空航天、軌道交通、體育休閑、機(jī)械建筑、汽車及電氣等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。在航空航天領(lǐng)域,該復(fù)合材料可用于制造飛機(jī)、航天器的結(jié)構(gòu)件,如機(jī)翼、尾翼等。在軌道交通領(lǐng)域,該復(fù)合材料可用于制造列車車廂、地鐵車輛等。在體育休閑領(lǐng)域,該復(fù)合材料可用于制造運(yùn)動器材、戶外裝備等。在機(jī)械建筑領(lǐng)域,該復(fù)合材料可用于制造橋梁、建筑構(gòu)件等。在汽車及電氣領(lǐng)域,該復(fù)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(huán)氧樹脂芳綸纖維預(yù)浸料復(fù)合材料的研究具有重要的理論意義和實際應(yīng)用價值。通過不斷優(yōu)化制備工藝和提高材料性能,這種復(fù)合材料將在更多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,為推動先進(jìn)復(fù)合材料的發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)。