新型复合材料实发缠绕低成本树脂技术

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本成果主要研究的过程为上传的成果设计的两幅图。 (1)树脂原材料调研 原材料性能的稳定决定着树脂配方的稳定性,因此要求:树脂原材料各厂家须有相应的质量标准规范以控制材料性能的稳定性…

本成果主要研究的过程为上传的成果设计的两幅图。

(1)树脂原材料调研

原材料性能的稳定决定着树脂配方的稳定性,因此要求:树脂原材料各厂家须有相应的质量标准规范以控制材料性能的稳定性,本项成果首先对国内知名厂家的树脂产品进行调研,并将可用于湿法缠绕的主体树脂种类、牌号和价格列出来,以供后续进行筛选。

(2)树脂特性分析、归类

主要对各种树脂的性状进行归类,如物理特性,包括:固液态、粘度、熔点等,这些特性决定着树脂基体的工艺性;然后结合树脂的分子式对其化学反应性进行归类,如果反应活性较高,导致树脂的使用周期减少,或者工程上大量使用造成树脂爆聚等化学危害;如果反应活性较低,则降低复合材料构件制备效率。

(3)树脂配方设计

根据树脂的成本和特性,筛选出几种可以使用的树脂,然后利用实验和经验确定主体树脂和固化剂,并利用化学反应分子式对树脂的配方进行计算。综合性能优异的树脂组分普遍存在价格高而不适用于低成本树脂的问题。但是只采用一种价格低廉的主体树脂或者一种固化剂很难达到所需的高性能,因此本成果利用不同化学品的特性,对树脂主体组分和固化剂进行复配,从而获得力学性能和耐热性能优良的低成本树脂配方。

(4)树脂配方优化

工艺性是决定树脂是否能够在工程上得以应用,待树脂配方设计完成后,结合复合材料湿法缠绕工艺,对树脂的工艺性进行优化。往往采用添加助剂的方法改善树脂的工艺性,如稀释剂、促进剂、增稠剂等,本成果筛选出合适的助剂并通过实验获得助剂的最佳添加量。

待树脂配方优化后,还需要对树脂的使用性进行工程化验证

(5)树脂工程化应用验证

本成果首先对优化后的树脂配方进行浇注体的制备,考察树脂浇注体的力学性能和耐热性能是否满足结构复合材料的性能要求,如树脂性能不合格,则具有针对性得对树脂组分和比例进行微调。如果满足要求可进行复合材料试件的制备,如:复合材料平板试样的拉伸、压缩、弯曲和剪切性能,由于本项目所用的树脂主要用于湿法缠绕桶状复合材料制件,还需要考察NOL环试样的性能。复合材料的性能也会表现出树脂的缺陷,同样针对缺陷对树脂配方进行调整优化。待复合材料试样性能合格后,可进行容器缩比件和产品的制备,从而最终确定树脂配制和使用工艺,包括树脂配制顺序,配制温度、树脂使用环境温度和湿度等。

每台发射筒缠绕周期为10天以上,采用低成本树脂制备发射筒,在缠绕和固化过程中发现,树脂未发生粘度急剧上升或暴聚等异常现象。从发射筒外观发现,发现发射筒复合材料内部无肉眼可见气泡,所研制的低成本树脂满足发射筒制备工艺要求。对发射筒进行了水压和静力考核试验,试验结果均满足设计要求,说明低成本树脂各项性能优异,可以推广使用。

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