對比研究乙醇、丙酮和四氫呋喃(THF)溶劑對R‘IM成型石英盼醛復(fù)合材料溶液浸潤過程和性能的影響。采用高效液相色譜(H PLC)和X射線電子能譜(XPS)研究酚醛樹脂組成及其在石英纖維表面的動態(tài)吸附行為。結(jié)果表明,溶劑與酚醛樹脂分子之間在石英纖維表面形成競爭性吸附,石英纖維表面硅烷偶聯(lián)劑和不同酚醛樹脂溶液組分間發(fā)生界面化學(xué)反應(yīng),從而影響樹脂在RTM模具內(nèi)部不同位置的分布和復(fù)合材料的力學(xué)性能。隨著溶劑形成氫鍵能力的增強,其影響程度依次為四氫呋喃、丙酮、乙醇。
RTM工藝以其成本低、效率高、產(chǎn)品質(zhì)量好、對環(huán)境污染小等優(yōu)點。成為聚合物基復(fù)合材料低成本化技術(shù)發(fā)展的主要方向之一。目前開發(fā)的適于RTM工藝的樹脂主要有環(huán)氧樹脂、雙馬來酰亞胺f(BMI)樹脂、聚苯乙烯封端樹脂、乙烯基樹脂和酚醛樹脂等。其中,酚醛樹脂具有較高耐熱性,被廣泛用作空間飛行器、導(dǎo)彈、火箭和超音速飛機的瞬時耐高溫和耐燒蝕材料,但較高的熔體粘度限制了液體模塑成型技術(shù)的應(yīng)用。隨著航空航天事業(yè)的迅速發(fā)展,要求材料具有比以往更高的耐熱性及更好的耐燒蝕性。己開發(fā)的一些新型樹脂。如聚苯撐、聚酰亞胺、聚苯并咪唑、聚苯并噻唑等均具有比普通酚醛樹脂高得多的耐熱性和成炭率,但由于成本較高。工藝性較差。難以在航空航天等領(lǐng)域大量應(yīng)用。而酚醛樹脂具有價格低廉、工藝性較好,至今仍被用作樹脂基燒蝕材料的主要基體樹脂。
采用溶液浸潤方法,調(diào)節(jié)樹脂膠液的粘度,可使酚醛樹脂能夠在纖維束內(nèi)和纖維束間充分浸潤。目前,除酚醛樹脂外,R‘TM溶液浸潤方法己應(yīng)用于熔體粘度更高的聚酰亞胺樹脂。在浸潤過程中。樹脂組分吸附在增強體表面。從而在基體樹脂和增強體之間形成界面。因此樹脂體系的吸附行為直接決定最終復(fù)合材料的性能。一些文獻表明。溶質(zhì)在固體表面的吸附是溶質(zhì)、溶劑和固體表面三者之間共同作用的結(jié)果。迄今為止,雖然樹脂基復(fù)合材料溶液浸潤方法己被廣泛應(yīng)用。但溶劑種類對于樹脂基體組分在增強體表面動態(tài)吸附行為的影響尚未見報道。本文通過選取3種有代表性的有機溶劑,分析RTM工藝中酚醛樹脂在石英纖維表面的吸附行為,研究了不同溶劑對樹脂動態(tài)吸附的影響規(guī)律,以期在實際RTM生產(chǎn)過程中為有機溶劑的選取提供借鑒。
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