淺談9A16環(huán)氧樹脂體系在預浸料中的應用摘要：復合材料是目前廣泛應用的新興材料，一般由基體和增強材料兩大部分組成?；w材料主要起支撐和保護增強材料的作用；而增強材料是復合材料的主要承力組分，是復合材料強度和剛度的主要來源。預浸料，樹脂基體在一定條件下浸漬纖維或織物制成的樹脂基體與纖維增強體的組合物，是制造復合材料的中間產物。熱熔法預浸料（干法或兩步法）制造的預浸料因不含溶劑，在復合材料領域被廣泛應用。本文主要研究9A16環(huán)氧樹脂體系生產的碳纖維預浸料的應用。關鍵詞：復合材料、預浸料、碳纖維、樹脂、應用TalkingAbouttheDevelopmentof9A16EpoxyResinSysteminPrepregYinCui(WeihaiGuangweiCompositiesCo.,Ltd

WeihaiShandong,264200)YinCui

GuoHui

JiangJing

zhangHongchi

SongChanglinAbstract：Compositematerialsarecurrentlywidelyusedemergingmaterials.Compositematerialscannotonlymaintainthemainpropertiesoftheoriginalmaterials,butalsoobtainpropertiesthatarenotavailableinasinglebasicrawmaterialthroughcompositefunctionsandsynergisticeffects,overcometheshortcomingsofasinglematerial,andmeetdifferentrequirements.Productrequirementsforperformanceanduse.Compositematerialsaregenerallycomposedoftwoparts:amatrixandareinforcingmaterial.Thematrixmaterialmainlyplaystheroleofsupportingandprotectingthereinforcedmaterial;whilethereinforcedmaterialisthemainload-bearingcomponentofthecompositematerialandthemainsourceofthestrengthandrigidityofthecompositematerial.Keywords:

compositematerials,prepregs,carbonfibers,resins，applications0引言環(huán)氧樹脂是聚合物基復合材料最常用的樹脂基體，具有工藝性能好、耐腐蝕、耐高溫等特點，環(huán)氧基復合材料已廣泛應用于航空航天、交通運輸、體育休閑等領域。環(huán)氧樹脂基體按照固化溫度分為高溫固化環(huán)氧樹脂基體、中溫固化環(huán)氧樹脂基體、低溫固化環(huán)氧樹脂基體。國內環(huán)氧樹脂基體性能如下表：類別樹脂基本牌號性能典型值試驗方法及條件高溫固化環(huán)氧樹脂4211密度（g/cm3）1.23玻璃化轉變溫度/℃154-170TMA熱變形溫度/℃136-148拉伸彈性模量/GPa2.842泊松比0.409壓縮強度/MPa50.6彎曲強度/MPa60.3平面剪切強度/MPa33.2平面剪切模量/MPa1.17熱膨脹系數/（10-6/℃）56.820-50℃67.120-100℃62.420-160℃5228密度（g/cm3）1.26玻璃化轉變溫度/℃220DMA拉伸強度/MPa86GB/T2568-1995拉伸彈性模量/GPa3.5斷裂伸長率/%3.4F.JN-2-13密度（g/cm3）1.2玻璃化轉變溫度/℃197DMA彎曲強度/MPa室溫122GB/T2570-1995155℃80壓縮強度/MPa室溫189GB/T2569-1995155℃162壓縮彈性模量/GPa室溫4.8155℃4.0斷裂伸長率/%4.3GB/T2571-1995介電常數2.91波導短路法（9.37GHz）介電損耗角正切0.0215288密度（g/cm3）1.26玻璃化轉變溫度/℃220DMA拉伸強度/MPa98GB/T2568-1995拉伸彈性模量/GPa3.5斷裂伸長率/%4.35251玻璃化轉變溫度/℃230DMA介電常數3.0波導短路法（9.37GHz）介電損耗角正切0.0217黏度/Pa.s20℃3.30-3.4040℃0.50-0.555222密度（g/cm3）1.28GB/T1033-1986玻璃化轉變溫度/℃258-262扭辮法（2℃/min）拉伸強度/MPa-55℃71.5GB/T1040-1992室溫67.780℃52.0125℃40.0150℃39.0拉伸彈性模量/GPa-55℃4.66室溫3.7780℃3.17125℃2.17150℃2.63斷裂伸長率/%-55℃1.75室溫1.9980℃1.79125℃1.60150℃1.86泊松比0.443斷裂功（105J/m2）7.3壓縮強度/MPa199.1GB/T1041-1992壓縮彈性模量/GPa3.46壓縮屈服強度/MPa161.9熱膨脹系數/（10-6/℃）40.692+0.0948tGB/T1036-1989中溫固化環(huán)氧樹脂3261玻璃化轉變溫度/℃170DMA拉伸強度/MPa室溫84GB/T2568-199560℃7880℃65拉伸彈性模量/GPa室溫3.060℃2.780℃2.6斷裂伸長率/%室溫4.260℃4.980℃5.03235玻璃化轉變溫度/℃≥125DMA拉伸強度/MPa室溫76GB/T2568-199580℃69拉伸彈性模量/GPa室溫3.380℃2.9斷裂伸長率/%室溫3.480℃3.7斷裂功（105J/m2）室溫15.680℃16.23234密度（g/cm3）1.23拉伸強度/MPa室溫73GB/T2568-199560℃63拉伸彈性模量/GPa室溫3.360℃2.6斷裂伸長率/%室溫2.860℃3.6YEB-7912密度（g/cm3）1.12-1.16熱變形溫度/℃86-90拉伸強度/MPa86.8-93.1拉伸彈性模量/GPa3.43-3.62斷裂伸長率/%3.8-4.2沖擊強度/（kJ/m2）19.6彎曲強度/MPa122-1373266密度（g/cm3）1.2拉伸強度/MPa80.58GB/T2568-1995拉伸彈性模量/GPa3.47彎曲強度/MPa151.4GB/T2570-1995彎曲模量/GPa3.77玻璃化轉變溫度/℃120.5DSCYEW-7808密度（g/cm3）1.14-1.18熱變形溫度/℃93-96拉伸強度/MPa87.7-95.1拉伸彈性模量/GPa3.62-3.82斷裂伸長率/%3.8-4.0沖擊強度/（kJ/m2）17.6彎曲強度/MPa127-1323218玻璃化轉變溫度/℃DMA吸濕率/%3.4密度（g/cm3）1.24130℃凝膠時間/min2-5小刀法拉伸強度/MPa70拉伸彈性模量/GPa3.2斷裂伸長率/%3.0低溫固化環(huán)氧樹脂LT-01玻璃化轉變溫度/℃DMA拉伸強度/MPa53.1GB/T2568-1995拉伸彈性模量/GPa2.82斷裂伸長率/%2.5彎曲強度/MPa97.4GB/T2570-1995簡支梁沖擊強度/（J/m2）11.0國外環(huán)氧樹脂基體性能如下表：牌號性能典型值試驗方法及條件914密度（g/cm3）1.322℃玻璃化轉變溫度/℃224DMA揮發(fā)份含量/%＜1150℃凝膠時間/min43140℃23150℃12160℃7170℃977-3密度（g/cm3）玻璃化轉變溫度/℃干態(tài)218G′,5℃/min干態(tài)226G″,5℃/min干態(tài)240Tanδ，5℃/min玻璃化轉變溫度/℃濕態(tài)178G′,5℃/min濕態(tài)189G″,5℃/min濕態(tài)190Tanδ，5℃/min長期工作溫度/℃干態(tài)177濕態(tài)132彎曲強度/MPa144.7±30干態(tài)三點彎曲S/D=16：1彎曲彈性模量/GPa3.79±0.07彎曲強度/MPa69.6±2.8濕態(tài)，121℃

三點彎曲S/D=16：1彎曲彈性模量/GPa2.41±0.1層間斷裂韌性GIc/（J/m2）478±84三點彎曲模式kIc/（MPa/m1/2）1.34±0.158522顏色黃色密度（g/cm3）1.3玻璃化轉變溫度/℃干態(tài)200RDS-7700濕態(tài)154黏度（70℃）/Pa·s1600-1700凝膠時間（177℃）/min9-18拉伸強度/MPa121ISOR527Typel拉伸彈性模量/GPa4.7斷裂伸長率/%4.0斷裂韌性（kIc）/（Ksi·(in)0.5）1.475應變能釋放力（GIc）/（J/m2）679.77R6376黏度/（mPa·s）70℃385000145℃6300密度（g/cm3）1.31吸濕率（88℃水浸48h）/%1.7玻璃化轉變溫度/℃224DMA拉伸強度/MPa室溫105121℃75.8拉伸彈性模量/GPa室溫3.58121℃2.48彎曲強度/MPa室溫144121℃133彎曲彈性模量/GPa室溫4.41121℃3.51斷裂韌性（GIc）/（J/m2）420.519A16樹脂特點和性能9A16樹脂是一種基于120℃中溫固化的增韌改性環(huán)氧樹脂體系，適用以碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維及織物為增強材料的預浸料（熱熔法與溶劑法）。9A16樹脂具有橡膠般韌性可以防止微裂紋的擴散。該樹脂體系具有良好的耐熱性、抗沖擊強度及抗剝離性，Tg為140℃。9A16樹脂預浸料采用熱壓罐法、模壓法、真空袋壓法等成型工藝，制成的復合材料具有優(yōu)良的韌性、抗沖擊性等綜合性能，適于工業(yè)產品及航空構件。29A16樹脂性能2℃/min升溫粘度曲線如下圖：凝膠時間如下圖：39A16樹脂預浸料的固化條件2.1真空袋成型厚度小于5mm的制品，建議從室溫以1-2℃/min的升溫速率升溫至120℃，在120℃條件下保溫90min，自然降溫至60℃以下脫模。厚度超過5mm的制品,建議從室溫以0.5-1℃/min的升溫速率升溫至80℃保溫60min，再以0.5-1℃/min升溫至120℃，在120℃條件下保溫90min，自然降溫至60℃以下脫模。注：特別對厚度超過5mm的制品，保溫的溫度應以制品中間內芯溫度為準，以上固化溫度為建議固化曲線，用戶應根據自己的實際生產情況進行固化工藝試驗，確定適合于用戶自己工藝條件的固化制度。9A16樹脂在110-150℃范圍內均可完成固化，最小固化壓力為0.09MPa。2.2熱壓罐成型進行力學性能測試的層壓板采用熱壓罐成型，真空條件下按2℃/min的升溫速度升至80℃保溫30min，然后按2℃/min的升溫速度升至120℃，保溫90min，當溫度達到85℃內開始加壓至0.5MPa，全程真空壓力不小于0.097MPa，85℃后罐內壓力為0.5±0.02MPa。壓力保持至降溫結束。49A16樹脂預浸料的儲存期、儲存條件和防護要求9A16樹脂預浸料的儲存期：室溫22℃30天冷藏0℃6個月冷藏-18℃12個月。9A16樹脂預浸料卷應密封包裝并在冷藏條件（小于0℃）下儲存。預浸料在取樣前應充分解凍回溫至室溫，解凍過程中應確保預浸料密封包裝，如果密封袋在被擦干后表面出現霧化，則不應將其打開。盡可能降低預浸料在冷藏庫外的暴露時間，任何已受潮的或者被污染的預浸料樣本不應再繼續(xù)使用。取樣結束后應將預浸料重新卷緊密封，放入冷庫中儲存，避免預浸料變形、吸潮。9A16樹脂預浸料在指定安全措施下使用時，通常是大致無害的，但是操作過程中也應采取措施以防止未固化材料接觸皮膚，某些皮膚過敏人士可能會受影響。每次工作結束后，請用肥皂和溫水徹底清洗皮膚，避免使用溶劑。5結束語作為一種輕質、高模、高強的結構材料，結合不同的生產、制造工藝和設備，樹脂基預浸料可以生產出不同的產品，例如：用熱壓罐工藝生產飛機結構件，也可以用于生產制造衛(wèi)星、雷達、導彈、火箭等重要軍工產品；用真空袋工藝生產高速列車、艦艇、游船內飾件等；用模壓工藝生產體育休閑用品；用纏繞和卷管工藝生產氣瓶、管件等。為追求更輕、更快、更高的發(fā)展目標，不斷提高復合材料性能、降低預浸料的成本是預浸料研究的長期目標和主題。9A16樹脂作為增韌改性環(huán)氧樹脂體系，適用以碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維及織物為增強材料的預浸料（熱熔法與溶劑法）。使制品韌性更好，耐熱性、抗沖擊更強，適用于工業(yè)產品和航空構件，