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压力容器/储运容器 |
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复材气瓶用环氧新材料研制成功 |
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| http://cn.newmaker.com
12/28/2007 10:39:00 AM
中国环氧树脂行业协会
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在树脂基复合材料中，树脂起到连接纤维、传递应力的作用，因此树脂性能的好坏直接影响到复合材料的整体性能。树脂性能本身受很多因素的影响，如原材料、配比、工艺成型、固化条件等，其中固化是成型工艺中重要的环节，树脂固化就是高分子材料的交联反应，即树脂由线形分子结构变成网状大分子结构。同样的树脂体系在加热固化时，因固化时间、固化温度的不同可以形成物理力学性能不同的、甚至是差异很大的分子结构。最近，国内业界专家通过红外光谱、DMA、力学测试等理化分析手段，对复合材料气瓶用E-51/DDM环氧树脂体系在不同固化制度下固化所得浇铸体进行研究，分析了固化制度对树脂性能的影响，为环氧树脂在复合材料气瓶上的应用奠定了基础。
该产品的研制过程是怎样的？首先原材料选取适当，其中：混合环氧树脂：自制；芳香胺类固化剂：化学纯，市购；促进剂，市购。按环氧树脂：固化剂：促进剂=110：35：0.5配比配制胶液，分别在不同升温速率下测定树脂的固化放热情况(仪器为德国产PE-7系列差动扫描量热分析仪)。根据DSC分析曲线，反应放热峰皆在80℃左右开始启动，并经回归分析得出在l℃/min升温速率下，热峰温度为128℃。因此实验取80℃与130℃为固化温度最高点，制定2个固化升温曲线并制备出浇铸体，研究不同固化制度下树脂性能，对2种固化制度进行了比较。
随后进行了浇铸体试验。浇铸体的制备过程是：将按配比配制好并经真空脱泡的胶液浇人事先涂有脱模剂并预热过的钢模具型腔内，除去胶液中的气泡，分别按照2种不同的升温曲线升温固化，冷却脱模后经打磨得到2种浇铸体FH80和FHl30，对其进行性能测试；浇铸体性能测试过程是：固化度测试用溶剂萃取法、按GB/T 2576—1989进行，分子结构分析用红外光谱法进行测定，力学性能测试拉伸试验按GB/T2568-1995、弯曲试验按GB/T2570-1995，玻璃化转变温度采用动态模量分析法(升温速度5℃/min，动态测试应力8．0×104Pa，静态测试应力1.0×105Pa，测试频率1.0Hz)。
试验仪器设备较为高级，其中：PE-7系列热分析仪、德国产，红外光谱仪PEKIN-ELMER 2000 FT-IR型、德国产，INSTRON 4505型万能材料试验机、英国产。所制材料经严格测试结果优异：130℃固化温度下其树脂的固化度和拉伸、弯曲强度并没有进-步提高，甚至力学强度略有下降；固化反应过程具有时间-温度等效性，在最高温度80℃时延长固化时间仍能达到较高的固化度及较好的力学性能；选择适当的固化促进剂以及合适的用量可有效降低环氧树脂体系的固化反应活化能，使之在较低温度下充分地固化；综合性能优良，成本低，用于制造复合材料高压气瓶各项试验性能均满足设计要求。
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