VARTM工艺用乙烯基酯树脂基体配方及性能研究.pdf

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1、32工程塑料应用2011年，第39卷，第6期VARTM工艺用乙烯基酯树脂基体配方及性能研究刘发杰李华魏化震王慧军丁笑晖惠林海(中国兵器工业集团第五三研究所，济南250031)摘要以溴化改性乙烯基酯树脂、氨基甲酸酯改性乙烯基酯树脂为混合基体，以E一玻璃纤维(GF)为增强材料，通过真空辅助树脂传递模塑(VARTM)工艺制备乙烯基酯树脂／GF复合材料，对其力学性能和阻燃性能进行了研究。结果表明，在两种树脂质量比为1：1时该复合材料的拉伸强度与弯曲强度达到最大值，且综合性能最优。氧指数随溴化改性乙烯基酯树脂含量的增加而增加。关键词真空辅助树脂传递模塑工艺乙烯基酯树脂混合基体综合性能随着高性能树脂基复

2、合材料在各种高技术领域乙烯基酯树脂为混合基体，以E一玻璃纤维(GF)织中的应用日益广泛，对复合材料树脂基体的要求也物为增强材料，采用VARTM工艺成型方法制备乙越来越高，由于复合材料的耐温性、耐湿热性和耐环烯基酯树脂／GF复合材料，对其力学性能和阻燃性境性及工艺性主要取决于基体树脂，而复合材料的能进行表征，考察了不同树脂配方对复合材料各项力学性能与基体树脂有密切关系，所以对树脂体系性能的影响，并优选出树脂基体配方的最优组合。的研究具有重要意义⋯。乙烯基酯树脂是由环氧1实验部分树脂(EP)和含双键的不饱和一元羧酸加成聚合的1．1原材料产物，其工艺性能和不饱和聚酯相似，化学结构又和GF：-4-4

3、5。，面密度400g／m，常州宏发土工布EP相近，为结合不饱和聚酯和EP两种树脂的优点复合材料公司；而产生的一种新型树脂J。乙烯基酯树脂可以通树脂1：氨基甲酸酯改性乙烯基酯树脂，金陵帝过自由基机理进行加成聚合；其固化后产品性能又斯曼树脂有限公司；能与EP相匹敌，具有许多优良的特性，因此是一种树脂2：溴化改性乙烯基酯树脂，上纬企业股份结构和工艺性能俱佳的树脂基体J。一种典型的有限公司；双酚A型环氧乙烯基酯的化学结构如图1所示。固化剂：AndonoxKP一100，瑞典NoracAndosAB公司；促进剂：环烷酸钴，浓度8％，济南树脂厂。1．2主要仪器及设备旋片式真空泵：2X一8型，博山成昆真空泵

4、厂；干燥箱：101—1型，上海市实验仪器厂；高压水切割机：DWJ—A一2型，南京大地水刀图1乙烯基日目树脂的化学结构有限公司；溴化改性乙烯基酯树脂的每个分子结构中含有电子拉力试验机：SINTECH／DL型，美国MTS四个溴原子，溴原子的引入提供了乙烯基酯树脂良公司：好的阻燃性能；而氨基甲酸酯基的引入提供了乙烯动态材料试验机：INSTRON8032型，英国In-基酯树脂良好的柔韧性，具有良好的耐候性能，保障stron公司；复合材料制品具有良好的耐冲击性能。溴化改性乙氧指数(LOI)测试仪：FTT—LOI型，英国肿烯基酯树脂和氨基甲酸酯改性乙烯基酯树脂按一定公司。比例}昆合作为基体树脂。一方面可

5、以提高基体树脂1．3试样制备的阻燃性，另一方面可以提高基体树脂的耐冲击性采用VARTM工艺成型的方法制备板材，实验能，并有效提高树脂基体的综合性能。中各种材料的铺层设置见图2。为优化用于真空辅助树脂传递模塑(VARTM)工艺的乙烯基酯树脂的综合性能，笔者以两种改性收稿日期：2011—04—07刘发杰，等：VARTM工艺用乙烯基酯树脂基体配方及性能研究33密封胶图2纤维铺层不恿图按图2所示完成布置，接通真空泵，检查真空袋中是否有漏气现象，漏气的部位可以用密封胶进行试样编号封堵，至压力达到一0．1MPa。分别用台秤、天平称-一拉伸强度；一弯曲强度取如表1所示比例的树脂及助剂。混合时，先将称图3混

6、合基体的配方对乙烯基酯树JJ~／GF复合材料拉伸强度取的环烷酸钴缓慢加入树脂中，边加入边搅拌，待搅和弯曲强度的影响拌均匀后，再依次缓慢加入KP一100、异丙苯过氧化时在两个树脂的比例为1：1处出现最大值，并且都氢，同样边加入边搅拌，至搅拌均匀，静置至树脂中向两侧递减。这说明树脂基体的相互混合有利于拉无气泡后，开始进行树脂的注射，控制树脂充满预成伸强度与弯曲强度的提高，而强度最高值出现在两型体后开始凝胶，并放出热量，完全固化后关闭真空者比例为1：1处。泵。将制备的复合材料板放入烘箱内进行后处理，2．2拉伸弹性模量与弯曲弹性模量温度为100oC，保温2～3h后取出。用高压水切割图4示出了改性乙烯

7、基酯树脂混合基体的配方机将成型的板材加工成标准试样。对复合材料拉伸弹性模量和弯曲弹性模量的影响。表＼1各鹱试样的配方Bd0＼卿材料试样编号鲫踟湖伽伽瑚加IⅡⅢⅣV树脂1／glo0755O250树脂2／g0255075loo环烷酸钴／gO．1固化剂／g2IⅡmivV1．4性能测试试样编号拉伸强度按GB／T1447—2005测试，Ⅱ试样，载-一拉伸弹性模量；～弯曲弹性模量荷加载速度为2mm／min；图4混合基体的