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RTM工艺成型潜用复合材料体系性能研究

作　者: 边立平
导　师: 肖加余
学　校: 国防科学技术大学
专　业: 材料科学与工程
关键词: 玻璃纤维增强环氧树脂复合材料力学性能 RTM工艺吸水水性能水下结构
分类号: TB332
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

由于聚合物基复合材料在潜艇结构上应用的潜力巨大,本文系统地研究了RTM工艺成型潜用玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的性能、吸水规律和吸水后性能的变化规律。本文首先提出了潜用复合材料树脂基体的优选原则和方法,系统地研究了CYD-128/THPA/DMP-30,TDE-85/THPA/DMP-30,CYD-128/IPDA,TDE-85/IPDA四组树脂体系配伍,共25组树脂配比体系的力学性能、吸水率和RTM工艺适用性,分析了树脂基体与固化剂种类、用量和固化产物结构对性能的影响。优选出CT-0907(CYD-128:THPA:DMP-30=100:70:0.7)与TT-0809(TDE-85:THPA:DMP-30= 100: 100:0.9)两种树脂体系,两者力学性能高,耐水性能好,RTM工艺注射温度低,适用期长。以优选树脂为基体,用真空辅助RTM工艺分别注射成型不同纤维体积含量的无碱玻璃纤维布增强CT-0907树脂基体复合材料(E/CT-0907)和高强玻璃纤维布增强TT-0809树脂基体复合材料(S/TT-0809),研究了其拉伸、弯曲、剪切、吸水和介电性能。研究了上述两种树脂基体与两种复合材料的吸水规律,在室温人工海水介质中浸泡三个月,材料体系吸水过程基本符合Fick定律。CT-0907树脂基体及其复合材料体系吸水率低,TT-0809树脂及其复合材料体系吸水率高。复合材料吸水率低于树脂基体吸水率,吸水过程主要与基体性质和界面结构有关。研究了两组优选树脂基体与纤维体积含量为43.4%的无碱纤维增强复合材料、纤维体积含量为44.0%的高强布增强复合材料的力学性能随浸水时间的变化规律。结果表明:树脂基体和复合材料的强度均随着浸泡时间延长而降低。CT-0907树脂基体耐水性优于TT-0809树脂基体。纤维/基体界面破坏是力学性能下降的主要原因,在拉伸、弯曲和剪切三种破坏模式中,剪切强度随浸水时间延长下降最快,弯曲强度其次,拉伸强度最慢;试样重新干燥后,拉伸强度有大幅度的恢复,弯曲强度与剪切强度性能恢复不明显。

RTM工艺成型潜用复合材料体系性能研究

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