高成碳RTM酚醛树脂及其法向增强烧蚀材料性能研究

发布时间：2024-02-25 16:42

　　针对树脂传递模塑工艺(RTM)对于可用树脂的要求,研究了适用于RTM工艺的高成碳RTM酚醛树脂的相关性能,表征了高成碳RTM酚醛树脂的分子结构,分析了树脂的流变特性、树脂成碳率以及RTM工艺适用性。为了进一步制备层间性能优异的树脂基烧蚀材料,选用2.5D碳纤维编织预制体为增强材料,以RTM工艺制备了2.5D编织碳纤维增强RTM酚醛树脂烧蚀材料,研究其孔隙率、层间剪切强度等性能。研究结果表明,高成碳RTM酚醛树脂800℃成碳率达到67.05%,80℃树脂起始粘度213.0 m Pa·s,工艺适用期120 min,满足烧蚀材料RTM制备工艺要求,所制得2.5D碳纤维编织/酚醛烧蚀材料孔隙率不超过2.94%,层间剪切强度达到59.2 MPa,层间性能显著优于传统二维碳纤维织物铺层增强酚醛树脂复合材料。

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【部分图文】：

图1树脂红外光谱

由图1还能观察到，其酚环上邻位C—H的吸收峰(756.39cm-1)的强度远高于对位C—H吸收峰(827.9cm-1)，表明该树脂属于高邻位酚醛树脂，高邻位酚醛树脂有利于提高交联密度和形成较好的空间网状结构，固化速率快，同时提高树脂的成碳率，耐热性能和力学性能优异[12]。2....

图2高成碳RTM酚醛树脂动态粘度-温度曲线

针对RTM成型工艺特点，研究其所用树脂的化学流变特性重点在于该树脂在其凝胶点之前的粘度变化，高成碳RTM酚醛树脂的粘度-温度曲线见图2。可以看出，随着温度升高，树脂粘度不断降低，当温度低于55℃时，树脂的粘度高达1000mPa·s以上，不适于RTM成型工艺;65℃时，树脂粘度....

图3高成碳RTM酚醛树脂的等温粘度-时间曲线

在65～80℃注射温度范围选取4个温度65、70、75、80℃进行等温条件下粘度-时间测试，见图3。由图3可见，温度越高树脂起始粘度越低，且温度越高，树脂粘度随时间变化速率越大。在75℃和80℃时，起始粘度均较低(275.5mPa·s和213.0mPa·s)，在75～80....

图4树脂的TG曲线

采用TGA测试N2氛围下树脂浇铸体的热失重(升温速率10℃·min-1)，考核树脂的热分解温度和成碳率，见图4。酚醛树脂在N2中受热烧蚀，树脂基体发生热分解，树脂主链上由H、O组成的基团被蒸发，形成C原子为主的结构体，即树脂的碳化。一般来讲，树脂的热分解温度高，则树脂的热稳定性高....

本文编号：3910600