植物纤维真空辅助模塑下树脂浸润流动过程的研究
发布时间:2022-01-13 21:30
真空辅助树脂传递模塑(Vacuum assisted resin transfer molding,简称 VARTM)是一种先进的生物质液体成型技术,作为当今世界成本低廉、性能优异的先进生物质成型技术解决了以往传统成型技术成本高、能耗高、污染严重等一系列问题。基于VARTM成型技术下的植物纤维产品的制备研究,充分利用了植物纤维比强度高、可再生利用、质轻价廉、来源广泛等诸多优点,成为新领域研究和应用的热点。影响VARTM成型制品质量的因素较多,制品的质量不仅与树脂基体和纤维增强体的性能有关,更取决于树脂基体与纤维增强体的结合情况。为探索植物纤维真空辅助模塑下树脂的浸润流动规律,了解树脂在亚麻纤维多孔介质浸润过程,以达西定律为基础,建立了真空辅助树脂传递模塑成型技术下的树脂浸润模型;分析了树脂对亚麻纤维浸润性能的表征,探讨了树脂对亚麻纤维浸润性能改善的方法;推导了渗透率值的理论计算公式并实验测量了某亚麻纤维织物的一维单向渗透率值和二维径向渗透率值。结果表明:该亚麻纤维样品的一维单向渗透率值介于二维径向长短轴渗透率值之间。基于树脂在亚麻纤维多孔介质中流动的流体力学理论,对植物纤维真空辅助模塑...
【文章来源】:东北林业大学黑龙江省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】:59 页
【学位级别】:硕士
【部分图文】:
图1-1?VARTM在各领域的应用??1.2?VARTM成型技术概述??真空辅助树脂传递模塑(Vacuum?Assisted?Resin?Transfer?Molding,?VARTM)成型技??
7-密封胶带;8-脱模布;9-导流网;10-密闭空腔;11-进料管;12-出料管;??13-真空抽气管;14?电加热装置;15-布料管;16?集料刮板;17-真空表。??图1-2VARTM成型技术生产装置简图??前处理阶段????I?????I??ill?r?ii?h?tsl?si??SI一模一模并一普件一流I一f脂??ggl?|1|?|1^|?|^?|?1^1?§1??缺?制?W?充?M开?检连??后陷?1#?I?§模?验接??mn?Ips?§?晋東?fn?mm??及?M及?3?t?’?A?’?性并??x??I?l?A??||?1?m??图1-3?VARTM成型流程图??VARTM成型流程前处理阶段首先是先裁剪纤维预制件和真空辅材,清洁模具并涂??抹脱模剂,并依次放置纤维增强材料、脱模布、导流网,其次设置树脂注入口和输出??口,最后用密封胶带和柔性真空袋密封以形成一个密封的模腔;注入阶段首先是将整个??装置连接完整(包括树脂入口端连接树脂集中罐,树脂出口端连接树脂回收罐真空压力??表等),其次检测整个装置的密封性(通过打开真空泵,真空压力表指针不回落法),??然后配置树脂胶液,树脂与固化剂质量比为100:?34,最后打开树脂入口阀门让树脂流??-3-??
?界面的切线在液体一方与固-液交界线之间的夹角仏接触角是润湿程度的表征。接触角??本意图如下图2-1所不。??接触角有二种常用的测试方法:第一种是外形图像分析方法;第二种是称重方法。??第二种方法又常常被人们叫做润湿天平或渗透法接触角仪,由于其操作较为复杂、准确??度不高,所以第一种外形图像分析方法在接触角测试中应用最为广泛,测量者使用较??多。??\\\狐^^^^\\\\??图2-1接触角示意图??2.3.2树脂对亚麻纤维浸润性能改善的方法??由于树脂对亚麻纤维浸润性能的表征是纤维接触角,而纤维接触角越小树脂浸润性??能越好,所以我们要改善树脂对亚麻纤维的浸润性能就要想办法减小纤维接触角。目前??改善树脂对亚麻纤维浸润性能的主要方法有对纤维热处理、纤维表面改性等。??研宄表明亚麻纤维经热处理后,纤维束中具有高吸湿性的组分在一定温度下会引起??纤维中的凝胶化和脱水,因此热处理影响了环氧树脂和亚麻纤维之间的润湿性,经过适??当的温度处理后,纤维与树脂的接触角降低,即树脂对纤维的润湿性得到了改善。??由于亚麻纤维中存在大量羟基
【参考文献】:
期刊论文
[1]The multi-scale flow behaviors of sisal fiber reinforced composites during resin transfer molding process[J]. YIN Tao,LI Yan,YUAN BingYan. Science China(Technological Sciences). 2018(12)
[2]基于Terzaghi极限承载力理论的PLT边载效应分析[J]. 刘天云,朱幸科,林佑高. 水运工程. 2018(07)
[3]VARTM工艺中树脂与试剂配比的确定[J]. 张条兰,邱再明. 山东工业技术. 2018(01)
[4]高剪切分散对多壁碳纳米管/VARTM用环氧树脂导电性能的影响[J]. 柳和生,段翔宇,赖家美. 湖南大学学报(自然科学版). 2017(12)
[5]复合材料管道连接件真空辅助成型工艺树脂流动研究[J]. 王长春,刘建光,岳广全,赵清华. 航空制造技术. 2017(16)
[6]基于混合网格方法的VARTM工艺充模仿真与实验验证[J]. 杨波,王时龙,毕凤阳. 复合材料学报. 2017(08)
[7]VARTM工艺树脂固化过程温度场的模拟与实验[J]. 赖家美,余松标,邹如荣,王科,黄志超. 塑料工业. 2016(04)
[8]一典型结构复合材料零件的VARTM注射方式优化及实验[J]. 邹如荣,柳和生,赖家美,余松标. 玻璃钢/复合材料. 2015(12)
[9]基于PAM-RTM的碳纤维复合材料汽车前地板成型过程数值模拟研究[J]. 纪俊洋,刘婷婷,傅超,李仲,甘学辉. 材料导报. 2015(S2)
[10]亚麻纤维增强环氧树脂基复合材料拉伸强度的预测模型[J]. 吴昊,花军,刘诚,范豪,徐振锋. 机械工程材料. 2015(07)
硕士论文
[1]真空灌注复合材料风电叶片工艺的模拟研究[D]. 叶乔丹.天津工业大学 2018
[2]机翼复合材料缩比模型蒙皮的RTM成型工艺研究[D]. 詹东.大连理工大学 2017
[3]VARTM中树脂充模过程的数值模拟与实验研究[D]. 范豪.东北林业大学 2017
[4]真空辅助树脂浸润成型工艺研究及设备开发[D]. 张晓强.北京化工大学 2016
[5]真空辅助树脂导入制备船壳数值模拟研究[D]. 赵文龙.烟台大学 2016
[6]真空辅助树脂传递模塑成型中树脂性能分析及对工艺的影响[D]. 王晓飞.华南理工大学 2012
[7]汽车保险杠树脂传递模塑成型工艺关键技术的研究[D]. 赵立波.中北大学 2012
[8]沟槽型VARTM工艺优选技术研究[D]. 雷波.上海交通大学 2012
本文编号:3587169
【文章来源】:东北林业大学黑龙江省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】:59 页
【学位级别】:硕士
【部分图文】:
图1-1?VARTM在各领域的应用??1.2?VARTM成型技术概述??真空辅助树脂传递模塑(Vacuum?Assisted?Resin?Transfer?Molding,?VARTM)成型技??
7-密封胶带;8-脱模布;9-导流网;10-密闭空腔;11-进料管;12-出料管;??13-真空抽气管;14?电加热装置;15-布料管;16?集料刮板;17-真空表。??图1-2VARTM成型技术生产装置简图??前处理阶段????I?????I??ill?r?ii?h?tsl?si??SI一模一模并一普件一流I一f脂??ggl?|1|?|1^|?|^?|?1^1?§1??缺?制?W?充?M开?检连??后陷?1#?I?§模?验接??mn?Ips?§?晋東?fn?mm??及?M及?3?t?’?A?’?性并??x??I?l?A??||?1?m??图1-3?VARTM成型流程图??VARTM成型流程前处理阶段首先是先裁剪纤维预制件和真空辅材,清洁模具并涂??抹脱模剂,并依次放置纤维增强材料、脱模布、导流网,其次设置树脂注入口和输出??口,最后用密封胶带和柔性真空袋密封以形成一个密封的模腔;注入阶段首先是将整个??装置连接完整(包括树脂入口端连接树脂集中罐,树脂出口端连接树脂回收罐真空压力??表等),其次检测整个装置的密封性(通过打开真空泵,真空压力表指针不回落法),??然后配置树脂胶液,树脂与固化剂质量比为100:?34,最后打开树脂入口阀门让树脂流??-3-??
?界面的切线在液体一方与固-液交界线之间的夹角仏接触角是润湿程度的表征。接触角??本意图如下图2-1所不。??接触角有二种常用的测试方法:第一种是外形图像分析方法;第二种是称重方法。??第二种方法又常常被人们叫做润湿天平或渗透法接触角仪,由于其操作较为复杂、准确??度不高,所以第一种外形图像分析方法在接触角测试中应用最为广泛,测量者使用较??多。??\\\狐^^^^\\\\??图2-1接触角示意图??2.3.2树脂对亚麻纤维浸润性能改善的方法??由于树脂对亚麻纤维浸润性能的表征是纤维接触角,而纤维接触角越小树脂浸润性??能越好,所以我们要改善树脂对亚麻纤维的浸润性能就要想办法减小纤维接触角。目前??改善树脂对亚麻纤维浸润性能的主要方法有对纤维热处理、纤维表面改性等。??研宄表明亚麻纤维经热处理后,纤维束中具有高吸湿性的组分在一定温度下会引起??纤维中的凝胶化和脱水,因此热处理影响了环氧树脂和亚麻纤维之间的润湿性,经过适??当的温度处理后,纤维与树脂的接触角降低,即树脂对纤维的润湿性得到了改善。??由于亚麻纤维中存在大量羟基
【参考文献】:
期刊论文
[1]The multi-scale flow behaviors of sisal fiber reinforced composites during resin transfer molding process[J]. YIN Tao,LI Yan,YUAN BingYan. Science China(Technological Sciences). 2018(12)
[2]基于Terzaghi极限承载力理论的PLT边载效应分析[J]. 刘天云,朱幸科,林佑高. 水运工程. 2018(07)
[3]VARTM工艺中树脂与试剂配比的确定[J]. 张条兰,邱再明. 山东工业技术. 2018(01)
[4]高剪切分散对多壁碳纳米管/VARTM用环氧树脂导电性能的影响[J]. 柳和生,段翔宇,赖家美. 湖南大学学报(自然科学版). 2017(12)
[5]复合材料管道连接件真空辅助成型工艺树脂流动研究[J]. 王长春,刘建光,岳广全,赵清华. 航空制造技术. 2017(16)
[6]基于混合网格方法的VARTM工艺充模仿真与实验验证[J]. 杨波,王时龙,毕凤阳. 复合材料学报. 2017(08)
[7]VARTM工艺树脂固化过程温度场的模拟与实验[J]. 赖家美,余松标,邹如荣,王科,黄志超. 塑料工业. 2016(04)
[8]一典型结构复合材料零件的VARTM注射方式优化及实验[J]. 邹如荣,柳和生,赖家美,余松标. 玻璃钢/复合材料. 2015(12)
[9]基于PAM-RTM的碳纤维复合材料汽车前地板成型过程数值模拟研究[J]. 纪俊洋,刘婷婷,傅超,李仲,甘学辉. 材料导报. 2015(S2)
[10]亚麻纤维增强环氧树脂基复合材料拉伸强度的预测模型[J]. 吴昊,花军,刘诚,范豪,徐振锋. 机械工程材料. 2015(07)
硕士论文
[1]真空灌注复合材料风电叶片工艺的模拟研究[D]. 叶乔丹.天津工业大学 2018
[2]机翼复合材料缩比模型蒙皮的RTM成型工艺研究[D]. 詹东.大连理工大学 2017
[3]VARTM中树脂充模过程的数值模拟与实验研究[D]. 范豪.东北林业大学 2017
[4]真空辅助树脂浸润成型工艺研究及设备开发[D]. 张晓强.北京化工大学 2016
[5]真空辅助树脂导入制备船壳数值模拟研究[D]. 赵文龙.烟台大学 2016
[6]真空辅助树脂传递模塑成型中树脂性能分析及对工艺的影响[D]. 王晓飞.华南理工大学 2012
[7]汽车保险杠树脂传递模塑成型工艺关键技术的研究[D]. 赵立波.中北大学 2012
[8]沟槽型VARTM工艺优选技术研究[D]. 雷波.上海交通大学 2012
本文编号:3587169
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