用于共注射RTM工艺的环氧树脂和酚醛树脂的工艺特性
用于RTM工艺的烧蚀树脂及其复合材料
用于RTM工艺的烧蚀树脂及其复合材料李婷;赵文斌;杨学军;田谋锋【摘要】根据烧蚀防热复合材料RTM制备技术对树脂的要求,研究了一种适合于RTM工艺的无溶剂高残碳烧蚀树脂及其法向增强复合材料,详细讨论了树脂的黏度-温度特性、耐热性能、烧蚀性能及烧蚀复合材料的力学性能、热物理性能,并对制备的烧蚀防热材料构件进行了固体发动机热试车考核.结果表明:采用多环芳香酚改性的高邻位酚醛树脂工艺适用期长达120 min、残碳率达67.1％,使用该树脂制备的几种法向增强的复合材料层剪强度达39.3 MPa以上;该类树脂基烧蚀防热材料可作为固体火箭发动机扩张段的标准材料.【期刊名称】《宇航材料工艺》【年(卷),期】2019(049)003【总页数】4页(P41-44)【关键词】树脂传递模塑成型;烧蚀树脂;复合材料【作者】李婷;赵文斌;杨学军;田谋锋【作者单位】西安航天复合材料研究所,西安710025;西安航天复合材料研究所,西安710025;西安航天复合材料研究所,西安710025;北京玻钢院复合材料有限公司,北京 102100【正文语种】中文【中图分类】TQ323.10 引言树脂传递模塑成型（RTM）是一种复合材料液体闭模成型工艺，该技术易于实现结构的整体化、净尺寸和快速成型，具有高效率、低成本、环保等诸多优点，迅速发展成高性能复合材料的热门成型方法之一，并已广泛应用于航空航天、汽车和建筑领域等［1-6］。
随着可用于RTM 工艺的烧蚀树脂制备技术和缝合、机织、编织和针刺等纺织技术的发展，多维纺织预成型技术和RTM 工艺相结合，可生产低成本、高性能和高质量的烧蚀防热构件。
国内现有的烧蚀树脂如高纯酚醛、高碳酚醛、氨酚醛、低压钡酚醛树脂等由于黏度大、活性高等特点不适用RTM 工艺，该工艺要求树脂无溶剂或低溶剂，且树脂交联固化时尽可能少的释放小分子产物，从而更好地保证产品性能［7-12］；对于注射成型高纤维体积分数的预制体，通常理想的树脂黏度为100～300 mPa·s，大多数树脂体系接近500 mPa·s 时已不能持续流过预制体［13-14］；适用于烧蚀防热复合材料的RTM 树脂基体800 ℃残碳率（升温10 ℃/min）应不低于60%，以保证复合材料的烧蚀防热性能；树脂工艺适用期应不低于180 min。
适用于RTM成型的高性能环氧树脂体系的研制
艺方 法 。
（ ） 粘 度 １ 仪器 ：Ｄ Ｎ Ｊ一１ 转 粘 度 计 （ 旋 上海 天平 仪 器厂 ） 。 （ ） 树脂 凝 胶 化 时 间 ２ 采用 恒 温 试 管 抽 丝 法 ， 一 定 量 的 树脂 体 系 混 把 合 均 匀后 倒 入 试管 ， 油浴 中加 热 ， 在 观察 树 脂体 系的 粘度 变 化 。 当体 系 出 现 拉 丝 时记 下 时 间 ， 到 树 脂 直
变稠 不 能拉 丝 时再 记 下 时 问 ， 个 时 间 间 隔 即为 该 两
Ｒ Ｍ成型树脂基体基本要求 ： Ｔ 低粘度 （ 室温低于 １ ３ Ｐ ｓ ； 品收缩率小 ； ０ｍ ａ・ ）制 ０ 从凝胶化 到固化 和脱模
时间短 ； 时放热少 ； 用期 长等 。 固化 适
２ 实验 部分 ２ １ 主要 原材 料 ．
形 式为韧性破 坏。
关键 词
Ｒ Ｍ 成型 Ｔ
环 氧 树 脂 体 系 工 艺 性 能
力学性能
中 图 分 类 号 ：Ｑ ２ ． 文 献 标 识 码 ： 文 章 编 号 ：０ １— ９ ２ ２０ ）５— ｏ５一 ４ Ｔ ３３５ Ａ １０ ５ ２ （ ０ ２ ０ ０ ２ ｏ
１ 前 言
体 的混 合 物 ， 温 （５ｃ ） 为 浅 黄 色 透 明 液 体 ， 室 ２ Ｉ 下 ＝ 低
的适 用 时 间 （ 温 下 适 用期 大 于 ４ ） 满 足 Ｒ Ｍ 成 型 要 求 的 树 脂 体 系。 经 拉 伸 强 度 、 曲 强 度 、 切 强 度 及 模 量 室 ８ｈ 等 Ｔ 弯 剪
的测试表 明该 体 系具有较 好 的强韧 性 。通过 扫描 电镜 照片 ， 表明微观 结构均 匀致 密 ， 脂基 体 的湿 润性 良好 ， 树 断裂
试介绍树脂传递法(rtm)及该工艺过程的特点
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酚醛树脂功能、特点、工艺设计、应用、配方
酚醛树脂功能、特点、工艺、应用、配方！一、定义酚醛树脂也叫电木，又称电木粉。
原为无色或黄褐色透明物，市场销售往往加着色剂而呈红、黄、黑、绿、棕、蓝等颜色，有颗粒、粉末状。
耐弱酸和弱碱，遇强酸发生分解，遇强碱发生腐蚀。
不溶于水，溶于丙酮、酒精等有机溶剂中。
苯酚醛或其衍生物缩聚而得。
二、主要性能固体酚醛树脂为黄色、透明、无定形块状物质，因含有游离酚而呈微红色，实体的比重平均1.7左右，易溶于醇，不溶于水，对水、弱酸、弱碱溶液稳定。
由苯酚和甲醛在催化剂条件下缩聚、经中和、水洗而制成的树脂。
因选用催化剂的不同，可分为热固性和热塑性两类。
酚醛树脂具有良好的耐酸性能、力学性能、耐热性能，广泛应用于防腐蚀工程、胶粘剂、阻燃材料、砂轮片制造等行业。
液体酚醛树脂为黄色、深棕色液体，如：碱性酚醛树脂主要做铸造黏结剂。
高温性能酚醛树脂最重要的特征就是耐高温性，即使在非常高的温度下，也能保持其构造的整体性和尺寸的稳定性。
正因为这个原因，酚醛树脂才被应用于一些高温领域，例如耐火材料，摩擦材料，粘结剂和铸造行业。
粘结强度酚醛树脂一个重要的应用就是作为粘结剂。
酚醛树脂是一种多功能，与各种各样的有机和无机填料都能相容的物质。
设计正确的酚醛树脂，润湿速度特别快。
并且在交联后可以为模具、耐火材料，摩擦材料以及电木粉提供所需要的机械强度，耐热性能和电性能。
水溶性酚醛树脂或醇溶性酚醛树脂被用来浸渍纸、棉布、玻璃、石棉和其它类似的物质，为它们提供机械强度，电性能等。
典型的例子包括电绝缘和机械层压制造，离合器片和汽车滤清器用滤纸。
高残碳率在温度大约为1000℃的惰性气体条件下，酚醛树脂会产生很高的残碳，这有利于维持酚醛树脂的构造稳定性。
酚醛树脂的这种特性，也是它能用于耐火材料领域的一个重要原因。
低烟低毒与其他树脂系统相比，酚醛树脂系统具有低烟低毒的优势。
在燃烧的情况下，用科学配方生产出的酚醛树脂系统，将会缓慢分解产生氢气、碳氢化合物、水蒸气和碳氧化物。
RTM用耐烧蚀酚醛树脂的合成及性能
RTM用耐烧蚀酚醛树脂的合成及性能袁文婕;魏化震;李大勇;任鑫;于广;于秋兵;邵蒙;刘文博;徐国芬;马晟起【期刊名称】《工程塑料应用》【年(卷),期】2024(52)2【摘要】通过在合成过程中引入活性较低、反应位点少的酚类制备了一种适用于树脂传递模塑成型(RTM)工艺的高残炭、低黏度、长适用期的酚醛树脂。
采用旋转黏度计、热重(TG)分析等方法研究了不同酚类(邻甲酚、萘酚、多环酚)及多环酚添加量对酚醛树脂黏度及其固化物热稳定性的影响,利用差示扫描量热法研究了树脂的固化性能。
结果表明,适量多环酚的引入,使得树脂在80℃下具有较低的初始黏度和较长的适用期,以及较高的残炭率(70.15%),且固化温度适中,能够满足RTM工艺要求。
另外,通过不同升温速率的TG分析、拉曼光谱、X射线衍射等表征手段对树脂的裂解行为进行研究,发现多环酚由于其多苯环的热稳定结构,能够有效提升酚醛树脂的裂解活化能,减小裂解后树脂碳化物的石墨层间距,增大石墨微晶平面直径,提高酚醛树脂碳化后石墨化程度,使树脂拥有较好的高温热稳定性。
根据氧乙炔焰烧蚀测试结果,发现改性后的酚醛树脂基复合材料的耐烧蚀性能也得到了提升,由此得到了性能优良的RTM用耐烧蚀酚醛树脂基复合材料。
【总页数】7页(P39-45)【作者】袁文婕;魏化震;李大勇;任鑫;于广;于秋兵;邵蒙;刘文博;徐国芬;马晟起【作者单位】山东非金属材料研究所【正文语种】中文【中图分类】TQ322.41【相关文献】1.一种RTM用耐烧蚀改性酚醛树脂性能研究2.RTM工艺用酚醛树脂性能及耐烧蚀复合材料成型技术研究3.RTM型耐烧蚀酚醛树脂性能研究4.高成碳RTM酚醛树脂及其法向增强烧蚀材料性能研究5.RTM成型石英/钡酚醛耐烧蚀复合材料及其性能研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
环氧树脂性能及工艺特性
一、环氧树脂的粘接特点及基本原理1、环氧树脂粘接的基本原理：环氧树脂粘接是由两种力量产生的，一是机械粘附力。
即当粘接剂处于液态时，渗入到洁净的被粘接表面的孔隙中，待粘接剂固化后便形成了一种机械结合的锚固力；二是化学粘合力，因为环氧树脂分子结构中含有脂肪族羟基醚基及其中极为活泼的环氧基。
由于羟基和醚基的极性，使得环氧树脂分子和相邻表面之间产生电磁吸力，而且环氧基与含有活泼氢的金属表面起反应而生成化学勾健，既在胶层间产生了分子之间结合。
这种结合被称为化学粘合力，一般认为环氧树脂粘合力主要是由于化学粘合力起作用。
2、环氧树脂粘接的特点：2.1 可粘接各种材料，对金属与金属、金属与非金属、非金属与非金属之间均有较强的粘合能力。
2.2 有较高的粘接强度及其他的物理性能（表1）2.3 粘结工艺简单，容易掌握，经济效果好。
如有一台100m长裂纹的拖拉机发动机机体，仅用几元钱即可修复，且两天之内既可装车使用。
修复一根输油管只需几角钱。
2.4胶合缝处具有不漏气、不漏油、不漏水和耐化学药品腐蚀等优良特性。
2.5粘结表面可进行机械加工。
2.6粘结过程中，不需要对工件进行高温度处理，因此，对零件金相组织无影响。
2.7收缩性较小，其收缩率为1—2%；如填加适当填料其收缩率可达到0.1-0.2%，环氧树脂的耐温性较好，可在150-200℃温度范围内长期工作，其耐寒性可达-50℃—55℃。
2.8粘结表面较脆、耐冲性性能较差，粘结固化后无毒。
二、环氧树脂粘结剂的组成及其性能环氧树脂和固化剂是环氧树脂粘结剂的基本成份，但为了改变粘结层的韧性、抗磨性、耐热性、硬度及工艺性等，可加适量的增塑剂、填料和稀释剂。
1、环氧树脂：环氧树脂一般是指双酚A型环氧树脂，即由环氧氯丙烷与双酚A在碱的作用下缩合而成的高聚物，它具有一般高分子聚合物的通性。
根据不同条件，可以制得不同分子量的环氧树脂，其分子量在300-7000之间。
环氧树脂按分子量的不同，可分为低分子量、中分子量和高分子量三种。
复合材料crtm工艺
复合材料crtm工艺
复合材料CRTM工艺
复合材料CRTM工艺(Controlled Resin Transfer Molding)是一种液体树脂注射模塑工艺,广泛应用于航空航天、汽车制造、风力发电等领域。
它具有以下特点:
1. 工艺流程
CRTM工艺主要包括准备模具、铺放增强材料、封装真空、注入树脂、固化成型等步骤。
通过控制树脂流动过程,可以获得高质量的复合材料制品。
2. 优势
(1)一次固化成型,能制造出复杂曲面结构件和一体化结构件,减少装配工序。
(2)可采用各种增强材料(玻璃纤维、碳纤维等)和树脂体系(环氧树脂、酚醛树脂等)。
(3)低压注射,模具成本低,能实现自动化生产。
(4)最终制品无气孔、无缺陷,性能优良。
3. 应用
CRTM工艺可应用于航空航天领域的机翼、机身、导弹仓等部件制造,还可应用于汽车行业的车身面板、行李舱盖等结构件的生产,以及风力叶片等多种复合材料制品。
通过不断改进和创新,CRTM工艺在复合材料制造领域占据越来越重要的地位,有利于提高产品质量、降低生产成本。
RTM工艺用双酚F型环氧树脂体系研究
FRP /C M 2006.No .2收稿日期:2005210209作者简介:尹昌平(19802),男,博士研究生,主要从事聚合物基复合料材研究。
RT M 工艺用双酚F 型环氧树脂体系研究尹昌平,刘 钧,曾竟成(国防科技大学航天与材料工程学院,长沙 410073)摘要:本文选用二乙烯三胺和二乙氨基丙胺作固化剂,系统地研究了用于RT M 工艺的低粘度双酚F 型环氧常温固化体系的工艺特性及力学性能。
研究结果表明,用二乙烯三胺固化双酚F 型环氧时,其固化物力学性能优异,但适用期较短;用二乙氨基丙胺部分替代二乙烯三胺,得到了适用期为36m in 的树脂体系(二乙烯三胺用量2phr 、二乙氨基丙胺用量4phr ),其树脂固化物拉伸强度为66.8MPa,弯曲强度为10210M Pa 。
用所确定的树脂体系制得的碳纤维复合材料综合力学性能优良,树脂与碳纤维界面粘结良好,将其应用于RT M 成型某型号舱段的制备,制品综合性能优良。
关键词:双酚F 型环氧树脂;RT M;复合材料;舱段中图分类号:T Q32315 文献标志码:A 文章编号:100320999(2006)022******* 树脂传递模塑(RT M ),是目前液体复合材料成型工艺(LC M )中发展比较迅速的一种先进复合材料成型工艺[1]。
RT M 成型工艺具有制品表面质量优、精度高、空隙率低、可成型复杂构件等优点,并且工艺设备简单、制造成本较低,因而在航空、航天、汽车、建筑等领域有着越来越广泛的应用[2,3]。
RT M 技术的关键之一是寻找理想的树脂体系。
RT M 工艺要求树脂具有注射温度下粘度低、适用期长、挥发份含量低等特点。
目前国外用于高性能复合材料的RT M 树脂主要有Shell 公司的Epond DP L 2862/RSC763、EponHPT 21071、Comp i m ide 652F WR ,3M 公司的Scofchphy PR500,美国DP 研究中心采用二烯酯改性的双马来酰亚胺(BM I )树脂,荷兰DS M 高等复合材料中心采用乙烯基单体改性的BM I 树脂等[4,5]。
RTM工艺用酚醛树脂研究进展
RTM工艺用酚醛树脂研究进展
李婷;刘建军;杨学军;赵文斌
【期刊名称】《材料导报：纳米与新材料专辑》
【年(卷),期】2015(029)001
【摘要】RTM工艺是近年来发展十分迅速的一种新型成型工艺，并有望成为未来高性能复合材料成型的主导技术。
RTM工艺用树脂基体研究则是该领域的一个重要研究方向，综述了苯并噁嗪、酚三嗪、聚芳基乙炔等几种主要RTM工艺用酚醛树脂的研究概况。
【总页数】5页(P251-254,259)
【作者】李婷;刘建军;杨学军;赵文斌
【作者单位】西安航天复合材料研究所,西安710025
【正文语种】中文
【中图分类】TQ323.1
【相关文献】
1.RTM工艺用酚醛树脂体系化学流变行为研究 [J], 石东;石凤;段跃新;梁志勇
2.RTM酚醛树脂研究进展 [J], 李卫方;石松;余瑞莲;姚承照;冯志海
3.航空复合材料RTM工艺用环氧树脂的流变模型 [J], 陈鹏群;谢小林;徐迪
4.RTM工艺用耐高温环氧树脂性能比较研究 [J], 钱建华;付建辉;黄锐
5.RTM工艺用酚醛树脂性能及耐烧蚀复合材料成型技术研究 [J], 孙超明;卢东滨;孙燚
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rtm工艺技术要求
rtm工艺技术要求RTM（Resin Transfer Molding）工艺是一种在复合材料制造过程中常用的注塑工艺。
它适用于大量生产高性能复合材料制品的情况，如航空航天、汽车和船舶等领域。
RTM工艺的主要目标是生产出具有优良性能和质量稳定性的复合材料制品。
为了实现这一目标，RTM工艺有以下几个重要的技术要求。
首先，RTM工艺要求完善的模具设计和制造。
模具是RTM工艺成型的关键，它直接决定了制品的形状、尺寸和表面质量。
为了避免制品出现缺陷，如气泡、翘曲等问题，模具必须具备高度的精度和平面度。
此外，还需要具备良好的磨损性能和抗腐蚀性能，以保证模具的使用寿命和稳定性。
其次，RTM工艺要求精确的材料选型和预制。
在RTM工艺中，通常使用环氧树脂、聚酰胺树脂等作为基体材料，同时添加玻璃纤维、碳纤维等作为增强材料。
为了保证制品具有优异的机械性能和低拉伸率，需要精确控制材料的比例和配比。
此外，还需要对材料进行预制，如预浸料或预浸润，以保证材料的自由流动性和粘接性。
第三，RTM工艺要求严格的生产过程控制。
生产过程控制包括温度、压力和流量等参数的控制。
温度控制是非常重要的，因为它直接影响材料的硬化速度和粘接性能。
压力控制可以有效地避免气泡和空隙的形成。
流量控制是为了确保材料可以均匀地填充到模具中，以避免制品出现凝胶线等问题。
最后，RTM工艺要求严格的检验和质量控制。
在制品成型后，需要进行各项性能测试和外观检查，以确保其符合设计要求和产品规格。
常见的测试包括强度测试、硬度测试和耐热性测试等。
此外，还需要进行外观检查，如表面平整度、色差和气泡等。
只有通过严格的检验和质量控制，才能保证RTM工艺生产出的复合材料制品具有稳定性和可靠性。
综上所述，RTM工艺的技术要求包括完善的模具设计和制造、精确的材料选型和预制、严格的生产过程控制以及严格的检验和质量控制。
只有满足这些要求，才能生产出高性能和高质量的复合材料制品，满足客户的需求和市场的竞争。
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１ 引言 高超声速巡航导弹在大气中飞行时要承受极为严
重的气动加热，当飞行马赫数为８时，其头锥部位温度 可达１ ８００℃，大面积舱体蒙皮部位的温度也将在６００ ℃以上…，如此之高的温度势必对导弹主结构和舱内 仪器的正常工作产生影响，必须对其采取热防护措施。 对于大面积舱体，已有的一些热防护措施主要是在主 结构外缠绕成型耐烧蚀材料，或是将耐烧蚀材料做成 防热套后再将其粘接在主承力结构表面旧Ｊ。按照以上 方法制备得到的主承力结构＋防热结构的多层结构是
主要是对酚醛树脂进行改性№Ｊ，改性的方向是在保持 原有酚醛树脂耐烧蚀性能、力学性能的基础上，使其具 有加成反应的特征，反应过程中无小分子生成。目前， 适用于ＲＴＭ成型的改性酚醛树脂主要有酚三嗪树脂 （ＰＴ树脂）、双马来酰亚胺改性酚醛树脂、聚芳基乙炔 树脂、苯并嗯嗪树脂等＂Ｊ，其中苯并嗯嗪树脂是一类由 酚类化合物、胺类化合物和甲醛为原料合成的六元杂 环化合物哺Ｊ。这类树脂在加热或催化剂作用下，可开 环聚合生成类似酚醛树脂的交联网状结构，故又称作 开环聚合酚醛树脂归１。苯并嗯嗪树脂在固化过程中无 小分子释放，热收缩性小，制品孔隙率低，力学性能优 良【１０。，能够满足ＲＴＭ成型用树脂的基本工艺要求，因 此本文选用该树脂作为共注射ＲＴＭ工艺成型一体化 复合材料防热层的基体树脂。
表１苯并嗯嗪树脂ＲＴＭ工艺窗口预报
ｂｅｎｚｏ础ｅ Ｔａｂｌｅ １ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｗｉｎｄｏｗ ｆｏｒ
ｔｉｒｅ ｌａｙｅｒ ｆｏｒ ｐｈｅｎｏｌｉｃ ｒｅｓｉｎ ｍａｔｒｉｘ．ａｎ ｅｐｏｘｙ ｒｅｓｉｎ ｓｙｓｔｅｍ ｗｈｉｃｈ ｍｅｅｔｓ ｃｏ－ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ Ｗ８８ ｏｂｔａｉｎｅｄ ａｎｄ ｏｏ—ｉＩ卜
ｊｅｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｗｉｎｄｏｗｓ ｗｅｒｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｅｐｏｘｙ ｒｅｓｉｎ ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ Ｅ．４４ ｒｅｓｉｎ ｍａｔｒｉｘ，ａｎｄ ＧＡ３２７ ｍｏｄｉｆｉｅｄ
按ＧＢ２５６８一１９９５和ＧＢ２５７０一１９９５在ＷＤＷ－１００ 电子万能力学性能试验机上分别测试树脂浇铸体的拉 伸性能和弯曲性能。
３结果分析与讨论 酚醛树脂以其具有高残炭率、优良耐热性能、良好
力学性能等特点，被广泛应用于耐烧蚀复合材料的树 脂基体∞Ｊ。但普通酚醛树脂固化反应是缩聚反应，反 应时放出大量的小分子，而树脂传递模塑（Ｒｅｓｉｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｍｏｌｄｉｎｇ）工艺是闭模成型工艺，若采用ＲＴＭ 工艺来制备酚醛树脂基复合材料，势必会因为固化反 应进行中的小分子释放而造成制品较高的孔隙率，这 已经成为制约普通酚醛树脂用于ＲＴＭ工艺的瓶颈。 为了能够将酚醛树脂用于ＲＴＭ工艺，相关的研究工作
ｆｏｒ ＣＯ·ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ＲＴＭ ｐｒｏｃｅｓｓ
ＹＩＮ Ｃｈａｎｇ－ｐｉｎｇ，ＸＩＡＯ Ｊｉａ—ｙｕ，ＺＥＮＧ Ｊｉｎｇ－ｃｈｅｎｇ，ＬＩ Ｊｉａｎ－ｗｅｉ，ＪＩＡＮＧ Ｄａ－ｚｌｄ，ＬＩＵ Ｊｕｎ （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ａｅｒｏｓｐａｃｅ ａｎｄ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｄｅｆｅｎｓｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１００７３，Ｃｈｉｎａ）
ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｅｐｏｘｙ ｒｅｓｉｎ ｓｙｓｔｅｍ ｃａｌｌ ｌａｓｔ ｆｏｒ ｍｏｒｅ ｔｈａｎ ２０ ｍｉｎ，ｗｈｉｃｈ ｍｅｅｔｓ ｂａｓｉｃ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ＣＯ－ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ＲＴＭ
ｉｎｔｅｇｒａｌ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｃｏ－ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ＲＴＭ；ｅｐｏｘｙ ｒｅｓｉｎ；ｐｈｅｎｏｌｉｃ ｒｅｓｉｎ；ｉｎｔｅｇｒａｌ ｍａｔｅｒｉａｌｓ；ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ
分步成型得到的，不但增加了成型工艺的难度和复杂 性，而且降低了整体结构的可靠性ｂＪ，由于二次固化的 缘故，各功能层之间界面性能不佳。
为了解决以上问题，本文提出了一种新的承载／隔 热／防热一体化复合材料，在其结构中，承载层为炭／环 氧复合材料，隔热层为轻质低热导率材料，防热层即烧 蚀层为炭／酚醛复合材料，该复合材料结构可通过共注 射ＲＴＭ工艺一次整体成型而得到Ｈ Ｊ。共注射ＲＴＭ工 艺的实现是以满足共注射工艺条件的树脂体系为基础
第３２卷第５期
固体火箭技术 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｏｌｉｄ Ｒｏｃｋｅｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｖ０１．３２ Ｎｏ．５ ２００９
用于共注射ＲＴＭ工艺的环氧树脂和 酚醛树脂的工艺特性①
尹昌平，肖加余，曾竟成，李建伟，江大志，刘钧
（国防科技大学航天与材料工程学院，长沙４１００７３）
摘要：研究了用于共注射ＲＴＭ工艺制备承栽／隔热／防热一体化复合材料的酚醛树脂和环氧树脂的工艺特性。以苯并
的，也就是不同的树脂体系能够在相同的工艺温度下 进行注射并在相同的固化制度下进行固化。本文分别 对环氧树脂和酚醛树脂进行了研究，优选得到满足共 注射ＲＴＭ工艺条件的环氧树脂和酚醛树脂，并确定了 共注射ＲＴＭ制备一体化复合材料的共注射工艺窗口。
２实验 ２．１原材料
苯并嗯嗪树脂，Ｍ型，四川大学；ＴＤＥ－８５环氧树 脂，环氧值０．８５，天津津东化工厂；双酚Ｆ型环氧树 脂，环氧值０．５３７，四川亭江科技股份有限公司；ＣＹＤ－ １２８环氧树脂，Ｅ－５１，岳阳石油化工总厂环氧树脂厂；Ｅ． ４４环氧树脂，岳阳石油化工总厂环氧树脂厂；ＩＰＤＡ，化 学纯，美国ＡＣＲＯＳ ＯＲＧＡＮＩＣＳ公司；ＤＤＳ，化学纯，上 海三爱思试剂有限公司；ＤＤＭ，化学纯，上海化学试剂 厂；间苯二胺，化学纯，上海三联化工厂；７０酸酐，工业 级，天津津东化工厂；ＤＭＰ－３０，工业级，天津津东化工 厂；ＧＡ３２７，化学纯，江苏宜兴江南药用化工厂。 ２．２粘度测试
在粘度实验的基础上，依据双阿累尼乌斯方程 （Ｄｕａｌ Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ）¨副建立苯并嗯嗪树脂的化学流变模 型，所建立的流变模型可预测不同温度下的粘度特性， 结果如图３所示。
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万方数据
２００９年ｌＯ月
固体火箭技术
第３２卷
荡
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目 一＼ 趟 据
Ｆｉｇ．１
温度／℃ 图１苯并噶嗪树脂动态粘度曲线 Ｃｕｒｖｅ ｏｆ ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ·ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｆ ｂｅｎｚｏｘａｚｉｎｅ ｒｅｓｉｎ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｒｏｃｅｓｓ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｅｐｏｘｙ ｒｅｓｉｎ ａｎｄ ｐｈｅｎｏｌｉｃ ｒｅｓｉｎ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｌｏａｄ－·ｂｅａｒｉｎｇ／ｈｅａｔ··ｉｎｓｕｌａｔｉｎｇ／ｔｈｅｒｍａｌ·－
ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ ｉｎｔｅｇｒａｌ ｃｏｍｐｅｓｉｍ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｂｙ ＣＯ—ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ＢＴＭ ｐｒｏｃｅｓｓ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｗｉｔｈ ｂｅｎｚｏｘａｚｉｎｅ ａｆｔ ｔｈｅｒｍａｌ－ｐｒｏｔｅｃ－
①收稿日期：２０பைடு நூலகம்８－０８－０５；修回日期：２００８．１１－１７。 作者简介：尹昌平（１９８０一），男，博士生，主要从事聚合物基复合材料研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｙｃｈａｎｇｐｉｎｇ＠ｎｕｄｔ．ｅｄｕ．ｃｎ
一５７４—
万方数据
２００９年ｌＯ月
尹昌平，等：用于共注射ＲＴＭ工艺的环氧树脂和酚醛树脂的工艺特性
第５期
嗯嗪为防热层的酚醛树脂基体，研究得到了满足共注射工艺条件的环氧树脂体系并确定了共注射的工艺窗口。研究结果
表明，以Ｅ掣为基体树脂、以ＧＡ３２７改性芳胺为固化剂所构成的环氧树脂体系可作为承载层的基体树脂和苯并嗯嗪树脂
进行共注射，其共注射的工艺窗口温度为８５—９０℃，在此温度范围内，环氧树脂体系和低粘度保持时间大于２０ ｍｉｎ，满足
ｍａｔｒｉｘ ａ／＇ｏｎｌａ－ｌｍｌｉｎｅ ｃｕｒｉｎｇ ａｇｅｎｔ ｃｏｉｌ ｂｅ ｕｓｅｄ舾ｒｅｓｉｎ
ｏｆ ｌｏａｄ－ｂｅａｒｉｎｇ ｌａｙｅｒ．Ｔｏｇｅｔｈｅｒ ｗｉｔｈ ｂｅｎｚｏｘａｚｉｎｅ ｉｔ Ｃａｌｌ ｂｅ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ｃｏ－ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ
ＲＴＭ ｐｒｏｃｅｓｓ．Ｗｉｎｄｏｗ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｆｏｒ ＣＯ—ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ＲＴＭ ｐｒｏｃｅｓｓ ｒａｎｇｅｓ ｆｒｏｍ ８５℃ｔｏ ９０℃．Ｕｎｄｅｒ ｔｈｉｓ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ．１０ｗ·
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ｍ－ 目 一
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并嗯嗪树脂的低粘度平台时间可由粘度模型较为准确 地进行预报，预报结果列于表１。
从表ｌ数据可看出，在８５—１４５℃的温度范围内 粘度低于８００ ｍＰａ·ｓ，且低粘度保持时间大于２０ ｒａｉｎ， 因此苯并嗯嗪树脂在８５～１４５℃的温度范围内可满足 ＲＴＭ工艺的基本要求。 ３．２环氧树脂体系选择
ＲＴＭ工艺的一个基本要求就是树脂应具有８０— ８００ ｍＰａ·ｓ的低粘度平台，以保证树脂充模过程的顺 利进行和树脂对纤维增强体的充分浸渍【１１｜。如果树 脂粘度大于８００ ｍＰａ·ｓ，将需要较大的注射压力和使 用更厚重、成本更高的模具；若树脂粘度小于 ８０ ｍＰａ·ｓ，会使空气驻留，产生针孔，还会导致树脂沿 纤维束间的流动加剧，而造成纤维束内树脂的包容，气 体不被排出而引发缺陷。缺胶、微孔和浸润不良会使 复合材料制品质量、性能下降。本文欲将酚醛树脂和
了共注射ＲＴＭ成型一体化复合材料的基本工艺要求。
关键词：共注射ＲＴＭ；环氧树脂；酚醛树脂；一体化复合材料；工艺特性
中图分类号：ｒＩ．Ｂ３３２
文献标识码：Ａ
文章编号：１００６－２７９３（２００９）０５－０５７４－０４
Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｅｐｏｘｙ ｒｅｓｉｎ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｐｈｅｎｏｌｉｃ ｒｅｓｉｎ
采用美国ＴＡ公司的ＡＲ １５００ｅｘ型流变仪测试不 同温度条件下的树脂粘度及工艺温度下的树脂体系的 恒温粘度。 ２．３凝胶时间测试