環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料紫外固化工藝及修補(bǔ)技術(shù)研究.pdf

1、紫外固化技術(shù)作為一項(xiàng)節(jié)能和環(huán)保型新技術(shù),具有固化速度快、生產(chǎn)效率高、產(chǎn)物性能好等優(yōu)點(diǎn),受到了國(guó)內(nèi)外的廣泛重視。本文針對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂及其復(fù)合材料的紫外固化工藝及修補(bǔ)性能進(jìn)行了相關(guān)研究,推進(jìn)了該技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用。
　　(1)固化設(shè)備設(shè)計(jì)及加工。為實(shí)現(xiàn)紫外固化試樣的制備,本文分析并總結(jié)了紫外固化工藝控制的功能需求,完成了試驗(yàn)用紫外固化設(shè)備的設(shè)計(jì)加工。
　　(2)環(huán)氧樹(shù)脂紫外固化特性研究。為研究環(huán)氧樹(shù)脂體系的紫外固化特性,以固化效

2、率作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),對(duì)樹(shù)脂體系配方進(jìn)行了優(yōu)化,并通過(guò)設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)研究了紫外固化工藝參數(shù)的影響規(guī)律,在此基礎(chǔ)上,通過(guò)將紫外固化與熱固化澆鑄體的拉伸性能和彎曲性能進(jìn)行比較,對(duì)紫外固化樹(shù)脂澆鑄體的力學(xué)性能進(jìn)行了研究,結(jié)果表明:樹(shù)脂體系的配方為質(zhì)量比雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂 E51:活性稀釋劑660A:光引發(fā)劑1176=100:10:5時(shí),樹(shù)脂的固化效率達(dá)到最大,光照150s后其固化度即可達(dá)到90％以上,相對(duì)于熱固化具有顯著的提高;工藝參數(shù)對(duì)樹(shù)脂固化度影響

3、的顯著程度為:紫外光強(qiáng)度對(duì)樹(shù)脂固化度的影響最大,為主要影響因素,紫外光輻照時(shí)間次之,固化環(huán)境溫度的影響最小;制備出的紫外固化環(huán)氧樹(shù)脂澆鑄體具有良好的力學(xué)性能,其拉伸強(qiáng)度和模量分別可達(dá)到32.34MPa和1.80GPa,彎曲強(qiáng)度和模量分別為60.64MPa和1.73GPa。
　　(3)環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料紫外固化特性研究。為了研究紫外固化技術(shù)在環(huán)氧樹(shù)脂基復(fù)合材料的制備中的應(yīng)用,以雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂E51作為樹(shù)脂基體、高硅氧平紋織物作為增強(qiáng)

4、材料,分別采用紫外一次固化工藝及紫外二次固化工藝制備了紫外固化環(huán)氧樹(shù)脂基復(fù)合材料,對(duì)其進(jìn)行了力學(xué)性能測(cè)試和微觀組織分析研究,并與熱固化復(fù)合材料進(jìn)行了對(duì)比,結(jié)果表明:與熱固化復(fù)合材料相比,采用兩種紫外固化技術(shù)制備的環(huán)氧樹(shù)脂基復(fù)合材料均具有良好的綜合力學(xué)性能,其拉伸性能和彎曲性能均優(yōu)于采用熱固化工藝制備的復(fù)合材料,而其固化時(shí)間僅為5min,相對(duì)于熱固化工藝縮短了97.2%,固化效率大大提高;采用紫外二次固化工藝對(duì)制得復(fù)合材料的力學(xué)性能沒(méi)有明

5、顯的不利影響,反而會(huì)使復(fù)合材料的彎曲性能得到一定的提高;同時(shí),復(fù)合材料中樹(shù)脂基體與纖維之間界面結(jié)合良好。
　　(4)復(fù)合材料紫外固化修補(bǔ)性能研究。在上述研究的基礎(chǔ)上,采用紫外固化復(fù)合材料對(duì)含人工缺陷的層合板試樣進(jìn)行修補(bǔ),試驗(yàn)研究了其修補(bǔ)效果,結(jié)果表明:采用上述高硅氧平紋織物增強(qiáng)紫外固化環(huán)氧樹(shù)脂基復(fù)合材料制成的修補(bǔ)貼片對(duì)缺陷試樣的修補(bǔ)效果顯著,修補(bǔ)后試樣的拉伸強(qiáng)度可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)試樣的84.1%,是缺陷試樣的1.21倍。采用紫外固化復(fù)合