树脂基复合材料泡沫塑料夹层结构成型技术研究进展

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1、颜鸿斌孙红卫凌英蒋文革付求舟(航天材料及工艺硏究所，北京1(XX)76)文摘总结归纳了树脂基复合材料/泡沬塑料夹层结构的五种典型成型工艺方法，并对其部分成型工艺的特点、优缺点等进行了较为详细的阐述。关键词树脂基复合材料.泡沬塑料，夹层结构，成型技术ProgressofMouldingTechnologyofResin2matrixCbmposite/foamHasticSandwichYanHbngbinSunFbngweiLingYingJiangWengeFuQiuzhou(AerospaceResearchInstituteofMaterialsandPiocessingTechn

2、ology，Beijing100076)AbstractThispapersummarizesfivetypicalnnuldingtechnologiesofresiri2matrixcomposite/foamplasticsand2wich.Ihecharacteristicsofsometechnologiesarealsointroducedindetail.KeywordsResin2matrixcomposite，Foamplasctic，Sandwich，Mbuldingtechnology按预成型分类成型工艺种类成型工艺说明泡沫闭孔率要求泡沫蒙皮胶膜蒙皮预浸料铺层需要预

3、成型泡共固化成型工艺预先发泡蒙皮固化与夹层结较高沫芯法拉挤成型工艺成型、加工构成型同时进行不需要RTM成型T艺不需要预成型蒙皮法灌注发泡成型工艺泡沫发泡固化与夹层蒙皮预先不需要结构成型同时讲行成型、加工-较低预成型泡沫预制胶掊成型工艺泡沬和蒙皮均预先成型.加工需要芯和蒙皮法表1树脂基复合材料/泡沫塑料夹层结构的成型工艺方法分类Tab.1Processingmethodsforresin2niatrixcomposite/foamplasticsandwich1刖s树脂基复合材料/泡沬塑料夹层结构是一种采用树脂基复合材料作为蒙皮、采用泡沬塑料作为夹芯的夹层结构形式，在民用和国防工业领域均得

4、到了广泛应用。尤其在需要夹层结构件满足水密和具备抗结构破损漂浮等特殊性能的使用要求的时候，如舰载发射伞降海面回收无人驾驶飞机、轻型飞机、大型船舶等，一般采用树脂基复合材料/泡沬塑料夹层结构。树脂基复合材料/泡沬塑料夹层结构的制备工艺方法多样，按预成型先后大致可以分三类:预成型泡沬芯法、预成型蒙皮法以及预成型泡沬芯和蒙皮法。具体成型工艺方法又可以归纳为五种，见表1。本文对树脂基复合材料/泡沬塑料夹层结构的制备工艺方法进行归纳、阐述。预制胶接成型工艺是预先成型好泡沬芯和树月旨基复合材料蒙皮，进行加工修整后，再用胶膜将泡讶芯和蒙皮合模固化粘接成为夹层结构。其结构形it为蒙皮（已固化）/胶膜/泡

5、沬芯/胶膜/蒙皮（已匼化），然后胶膜在加热加压条件下固化成型（一般S在热压罐中进行）。据文献1报道，jt京航空材料研究院等单位在研制某新型航天器返回舱舱门共形天线（双层泡讶夹层结构）时，采用了对模胶接成型工艺制备所需的树脂基复合材料/泡沬夹层结构。其采用的蒙皮校料为QW140石英布/4501A双马树脂复合材料，实芯材料为WF110泡沬.蒙皮与夹芯材料用高强度膜状环氧结构胶粘剂——SY-14胶膜胶接。该夹层结构的热导率乜0.042¥/0^，使用温度范围-100°C-180°C预制胶接成型工艺的优点是能适用各种泡沬塑料，工艺简单，一般适合产品质量要求不高的场合。其不足之处是如果采用该法制造

6、复杂的夹层结构件或大型的夹层结构件，甶于结构复杂或胶接面积大，胶接间隙难以准确控制，胶接质量难以保证。特别是对高性能的复杂气动外型的夹芯结构叶片，还往往需要粘接第二次加工，粘接工艺需要粘接平台或型架以确保粘接面的贴合，生产工艺更加复杂和困难。2.2蒙皮预浸料铺层共固化成型工艺蒙皮预浸料铺层共固化成型工艺是预先成型好泡沬芯，逬行加工修整后.再用胶膜（也可不用胶膜）将蒙皮预浸料铺层组铺放在泡沬芯上合模固化粘接成为夹层结构。即一般采用蒙皮预浸料铺层组/胶膜/泡沬芯/胶膜/蒙皮预浸料铺层组的结构形式，然后胶膜和蒙皮预浸料一起在加热加压条件下固化成型。蒙皮预浸料铺层共固化成型工艺由于一般需要在热压

7、罐或压机中加热加压成型，因此要求泡沬芯材料具有耐温、耐蠕变压缩性；同时为了防止升温固化过程中.预浸料中大量的树脂进入泡沫芯，还要求泡沬芯具有非常高的闭孔率。该类泡沬有PVC、PEI和其它线性微孔闭孔型泡沬等，其中典型的高性能泡沬材料是德国Rdim（德固塞）公司生产的聚丙烯DeltaIV运载火箭的仪表舱整流罩和级间联接部分（波音公司制造）及曰本HII-A运载火箭整流罩的级间联接部分（曰本五十铃重工制造）等采用的最先进的碳/环氧（C/E