多墻體結(jié)構(gòu)纖維預(yù)成型體中樹脂浸漬與流動行為研究.pdf

1、聚合物基復(fù)合材料多墻體結(jié)構(gòu)是指具有三個(gè)或者三個(gè)以上相互連接或交叉墻面的結(jié)構(gòu)件，因其具有結(jié)構(gòu)重量輕、承載能力高、抗變形能力大等突出的性能優(yōu)勢而備受青睞。真空導(dǎo)入模塑工藝(VacuumInfusionMoldingProcess，VIMP)因其具有低成本、環(huán)保和適合于大型復(fù)合材料構(gòu)件一次整體成型等優(yōu)點(diǎn)，已成為材料制備領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。VIMP工藝中對樹脂流動行為的有效控制，使樹脂液體充分浸漬纖維預(yù)成型體是保證制品質(zhì)量的關(guān)鍵。
　　本文根

2、據(jù)多墻體的結(jié)構(gòu)特征，圍繞纖維預(yù)成型體結(jié)構(gòu)拐角、變截面和變滲透率等對樹脂流動行為的影響開展了一系列的研究，初步掌握了多墻體結(jié)構(gòu)纖維預(yù)成型體中樹脂浸漬與流動行為的規(guī)律。其主要結(jié)果如下:
　　1.VIMP工藝中，無論是否使用導(dǎo)流介質(zhì)輔助，多墻體結(jié)構(gòu)纖維預(yù)成型體中的結(jié)構(gòu)拐角都會降低樹脂液體的充模速度和纖維預(yù)成型體的整體表觀滲透率，即存在拐角效應(yīng)。拐角位置離注膠口越遠(yuǎn)，纖維預(yù)成型體的整體表觀滲透率表現(xiàn)為先下降后上升。使用導(dǎo)流介質(zhì)輔助時(shí)，豎直

3、平板面的樹脂充模速度比水平平板面的充模速度慢，重力是影響速度差異的主要因素。纖維預(yù)成型體上表面部分鋪放導(dǎo)流介質(zhì)時(shí)，導(dǎo)流介質(zhì)離注膠口越遠(yuǎn)，對纖維預(yù)成型體整體充模的提速作用越小;導(dǎo)流介質(zhì)鋪在拐角區(qū)域能有效降低拐角效應(yīng)。
　　2.對于變截面的纖維預(yù)成型體，寬度和厚度發(fā)生變化對充模完成速度都有較大的影響。樹脂液體從纖維預(yù)成型體的大截面（寬端和厚端）向小截面（窄端和薄端）注入時(shí)，其充模完成速度相對恒定截面積的纖維預(yù)成型體要快，反之相對恒定截

4、面積的慢。纖維預(yù)成型體沿注膠方向變寬時(shí)，其位置離注膠口越遠(yuǎn)，充模完成時(shí)間越長。纖維預(yù)成型體從小截面向大截面注膠使用導(dǎo)流介質(zhì)輔助時(shí)，能降低小截面的瓶頸減速作用。
　　3.通過真空袋膜法測得實(shí)驗(yàn)使用的12k碳纖維單向布預(yù)成型體滲透率為1.39×10-12m2，比玻璃纖維單向布預(yù)成型體的滲透率1.35×10-11m2小一個(gè)數(shù)量級，玻碳混雜預(yù)成型體的滲透率介于兩者之間。玻璃纖維鋪在碳纖維上層時(shí)，混雜纖維預(yù)成型體滲透率更大，且玻璃纖維與碳纖