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Les matériaux composites sont tous combinés avec des fibres de renforcement et un matériau plastique. Le rôle de la résine dans les matériaux composites est crucial. Le choix de la résine détermine une série de paramètres de processus caractéristiques, certaines propriétés et fonctionnalités mécaniques (propriétés thermiques, inflammabilité, résistance environnementale, etc.), les propriétés de résine sont également un facteur clé pour comprendre les propriétés mécaniques des matériaux composites. Lorsque la résine est sélectionnée, la fenêtre qui détermine la plage des processus et propriétés du composite est automatiquement déterminée. La résine thermodurcissante est un type de résine couramment utilisé pour les composites de matrice de résine en raison de sa bonne fabrication. Les résines thermodurcissables sont presque exclusivement liquides ou semi-solides à température ambiante, et conceptuellement, ils ressemblent davantage aux monomères qui composent la résine thermoplastique que la résine thermoplastique à l'état final. Avant de guérir les résines thermodurcissantes, elles peuvent être transformées en différentes formes, mais une fois durcies à l'aide d'agents de durcissement, d'initiateurs ou de chaleur, ils ne peuvent pas être façonnés à nouveau parce que les liaisons chimiques se forment pendant le durcissement, les petites molécules sont transformées en liaisons multidimensionnelles en trois dimensions polymères rigides avec des poids moléculaires plus élevés.

Il existe de nombreux types de résines thermodurcissables, couramment utilisées sont des résines phénoliques,résines époxy, résines bis-cheval, résines en vinyle, résines phénoliques, etc.

(1) La résine phénolique est une résine thermodurcissante précoce avec une bonne adhérence, une bonne résistance à la chaleur et des propriétés diélectriques après durcissement, et ses caractéristiques exceptionnelles sont d'excellentes propriétés issuelles de flamme, un faible taux de libération de chaleur, une faible densité de fumée et une combustion. Le gaz libéré est moins toxique. La procédabilité est bonne et les composants des matériaux composites peuvent être fabriqués par des processus de moulage, d'enroulement, de mise en page, de pulvérisation et de pultration. Un grand nombre de matériaux composites à base de résine phénolique sont utilisés dans les matériaux de décoration intérieure des avions civils.

(2)Résine époxyest une matrice de résine précoce utilisée dans les structures des avions. Il se caractérise par une grande variété de matériaux. Différents agents de durcissement et accélérateurs peuvent obtenir une plage de température de durcissement de la température ambiante à 180 ℃; Il a des propriétés mécaniques plus élevées; Bon type de correspondance de fibres; résistance à la chaleur et à l'humidité; excellente ténacité; excellente fabrication (bonne couverture, viscosité modérée de la résine, bonne fluidité, bande passante sous pression, etc.); adapté à la moulure en co-enceinage globale de grands composants; bon marché. Le bon processus de moulage et la ténacité exceptionnelle de la résine époxy lui font occuper une position importante dans la matrice de résine des matériaux composites avancés.

(3)Résine vinyleest reconnu comme l'une des excellentes résines résistantes à la corrosion. Il peut résister à la plupart des acides, des alcalis, des solutions de sel et de solides milieux de solvant. Il est largement utilisé dans la fabrication du papier, l'industrie chimique, l'électronique, le pétrole, le stockage et le transport, la protection de l'environnement, les navires, l'industrie de l'éclairage automobile. Il a les caractéristiques de la résine en polyester et époxy insaturé, de sorte qu'il a à la fois les excellentes propriétés mécaniques de la résine époxy et la bonne performance de processus du polyester insaturé. En plus d'une résistance à la corrosion exceptionnelle, ce type de résine a également une bonne résistance à la chaleur. Il comprend le type standard, le type de température élevée, le type ignifuge, le type de résistance à l'impact et d'autres variétés. L'application de la résine en vinyle dans le plastique renforcé de fibres (FRP) est principalement basée sur la mise en page, en particulier dans les applications anti-corrosion. Avec le développement de SMC, son application à cet égard est également assez perceptible.

(4) La résine de bismaleimide modifiée (appelée résine bismaleimide) est développée pour répondre aux exigences des nouveaux jets de chasse pour la matrice de résine composite. Ces exigences comprennent: de grandes composants et des profils complexes à 130 ℃ fabrication de composants, etc. Par rapport à la résine époxy, la résine Shuangma est principalement caractérisée par une humidité supérieure et une résistance à la chaleur et une température de fonctionnement élevée; L'inconvénient est que la fabrication n'est pas aussi bonne que la résine époxy et que la température de durcissement est élevée (durcissement supérieur à 185 ℃) et nécessite une température de 200 ℃. Ou pendant longtemps à une température supérieure à 200 ℃.
(5) La résine d'ester du cyanure (Qing Diacoustic) a une faible constante diélectrique (2,8 ~ 3,2) et une perte de perte diélectrique extrêmement petite (0,002 ~ 0,008), une température de transition vitreuse élevée (240 ~ 290 ℃), un faible rétrécissement, une faible absorption d'humidité, excellente Propriétés mécaniques et propriétés de liaison, etc., et il a une technologie de traitement similaire à la résine époxy.
À l'heure actuelle, les résines de cyanate sont principalement utilisées dans trois aspects: les circuits imprimés pour les matériaux structurels numériques à haute vitesse et haute fréquence, à haute performance, et les matériaux composites structurels à haute performance pour l'aérospatiale.

Pour le dire simplement, la résine époxy, les performances de la résine époxy sont non seulement liées aux conditions de synthèse, mais dépend également principalement de la structure moléculaire. Le groupe glycidyle dans la résine époxy est un segment flexible, qui peut réduire la viscosité de la résine et améliorer les performances du processus, mais en même temps réduire la résistance thermique de la résine durcie. Les principales approches pour améliorer les propriétés thermiques et mécaniques des résines époxy durcies sont le poids moléculaire et la multifonctionnalisation faibles pour augmenter la densité de réticulation et introduire des structures rigides. Bien sûr, l'introduction d'une structure rigide entraîne une diminution de la solubilité et une augmentation de la viscosité, ce qui entraîne une diminution des performances du processus de résine époxy. Comment améliorer la résistance à la température du système de résine époxy est un aspect très important. Du point de vue de la résine et de l'agent de durcissement, plus les groupes fonctionnels, plus la densité de réticulation est grande. Plus le TG est élevé. Fonctionnement spécifique: utilisez une résine époxy multifonctionnelle ou un agent de durcissement, utilisez de la résine époxy de haute pureté. La méthode couramment utilisée consiste à ajouter une certaine proportion de résine époxy d'acétaldéhyde O-méthyl dans le système de durcissement, qui a un bon effet et un bon coût. Plus le poids moléculaire moyen est grand, plus la distribution du poids moléculaire est étroite et plus le Tg est élevé. Fonctionnement spécifique: Utilisez une résine époxy multifonctionnelle ou un agent de durcissement ou d'autres méthodes avec une distribution de poids moléculaire relativement uniforme.

En tant que matrice de résine haute performance utilisée comme matrice composite, ses diverses propriétés, telles que la procédabilité, les propriétés thermophysiques et les propriétés mécaniques, doivent répondre aux besoins des applications pratiques. La fabrication de la matrice de résine comprend la solubilité dans les solvants, la viscosité de fonte (fluidité) et les changements de viscosité et les changements de temps de gel avec la température (fenêtre de processus). La composition de la formulation de la résine et le choix de la température de réaction déterminent la cinétique de réaction chimique (taux de guérison), les propriétés rhéologiques chimiques (viscosité-température en fonction du temps) et la thermodynamique de réaction chimique (exothermique). Différents processus ont des exigences différentes pour la viscosité de la résine. D'une manière générale, pour le processus d'enroulement, la viscosité de la résine est généralement d'environ 500 cps; Pour le processus de pultrusion, la viscosité de la résine est d'environ 800 à 1200 cps; Pour le processus d'introduction du vide, la viscosité de la résine est généralement d'environ 300 cps, et le processus RTM peut être plus élevé, mais généralement, il ne dépassera pas 800 cps; Pour le processus préimprégné, la viscosité doit être relativement élevée, généralement environ 30000 ~ 50000 cps. Bien sûr, ces exigences de viscosité sont liées aux propriétés du processus, de l'équipement et des matériaux elles-mêmes et ne sont pas statiques. D'une manière générale, à mesure que la température augmente, la viscosité de la résine diminue dans la plage de températures inférieure; Cependant, à mesure que la température augmente, la réaction de durcissement de la résine se déroule également, cinétiquement parlant, la température que la vitesse de réaction double pour 10 ℃ augmente, et cette approximation est toujours utile pour estimer lorsque la viscosité d'un système de résine réactive augmente à un certains points de viscosité critique. Par exemple, il faut 50 minutes pour un système de résine avec une viscosité de 200 cps à 100 ℃ pour augmenter sa viscosité à 1000 cps, puis le temps requis pour que le même système de résine augmente sa viscosité initiale de moins de 200 cps à 1000 cps à 110 ℃ est Environ 25 minutes. La sélection des paramètres de processus devrait pleinement tenir compte de la viscosité et du temps de gel. Par exemple, dans le processus d'introduction du vide, il est nécessaire de s'assurer que la viscosité à la température de fonctionnement se situe dans la plage de viscosité requise par le processus, et que la durée de vie de la résine à cette température doit être suffisamment longue pour s'assurer que la résine peut être importé. Pour résumer, la sélection du type de résine dans le processus d'injection doit considérer le point de gel, le temps de remplissage et la température du matériau. D'autres processus ont une situation similaire.

Dans le processus de moulage, la taille et la forme de la pièce (moule), le type de renforcement et les paramètres de processus déterminent le taux de transfert de chaleur et le processus de transfert de masse du processus. La résine guérit la chaleur exothermique, qui est générée par la formation de liaisons chimiques. Plus il y a de liaisons chimiques formées par unité de volume par unité de temps, plus il y a d'énergie. Les coefficients de transfert de chaleur des résines et de leurs polymères sont généralement assez faibles. Le taux d'élimination de la chaleur pendant la polymérisation ne peut pas correspondre au taux de production de chaleur. Ces quantités incrémentielles de chaleur provoquent des réactions chimiques à un rythme plus rapide, ce qui entraîne plus de cette réaction d'auto-accélération conduira éventuellement à une défaillance du stress ou à la dégradation de la pièce. Ceci est plus important dans la fabrication de pièces composites de grande épaisseur, et il est particulièrement important d'optimiser le chemin du processus de durcissement. Le problème du «dépassement de la température» local causé par le taux exothermique élevé de durcissement préimprégné, et la différence d'état (comme la différence de température) entre la fenêtre de processus globale et la fenêtre de processus locale sont dus à la façon de contrôler le processus de durcissement. L '«uniformité de température» dans la partie (en particulier dans le sens de l'épaisseur de la pièce), pour atteindre «l'uniformité de la température» dépend de la disposition (ou de l'application) de certaines «technologies unitaires» dans le «système de fabrication». Pour les parties minces, comme une grande quantité de chaleur sera dissipée dans l'environnement, la température augmente doucement et parfois la pièce ne sera pas complètement guéri. À l'heure actuelle, la chaleur auxiliaire doit être appliquée pour terminer la réaction de réticulation, c'est-à-dire un chauffage continu.

La technologie de formage non autoclave du matériau composite est relative à la technologie traditionnelle de formation d'autoclave. D'une manière générale, toute méthode de formation de matériaux composite qui n'utilise pas d'équipement d'autoclave peut être appelée technologie de formation non autoclave. . Jusqu'à présent, l'application de la technologie de moulage non autoclave dans le champ aérospatial comprend principalement les instructions suivantes: Technologie préimprégnée non autoclave, technologie de moulage liquide, technologie de moulage de compression de compression préreg, technologie de durcissement micro-ondes, technologie de durcissement du faisceau d'électrons, technologie de formation de liquide de pression de pression équilibrée. . Parmi ces technologies, la technologie OOA (Outof Autoclave) est plus proche du processus traditionnel de formation d'autoclave, et dispose d'un large éventail de fondements de pose manuelle et de pose automatique, il est donc considéré comme un tissu non tissé qui sera susceptible d'être réalisé sur une grande échelle. Technologie de formation d'autoclave. Une raison importante de l'utilisation d'une autoclave pour les pièces composites à haute performance consiste à fournir une pression suffisante au préimprécision, supérieure à la pression de vapeur de tout gaz pendant le durcissement, pour inhiber la formation de pores, et c'est OOA PREDREG la principale difficulté de technologie que la technologie a besoin de percer. La question de savoir si la porosité de la pièce peut être contrôlée sous pression sous vide et que ses performances peuvent atteindre les performances du stratifié sérigé par l'autoclave est un critère important pour évaluer la qualité de l'OOA Prereg et son processus de moulage.

Le développement de la technologie OOA PREDREG est d'abord provenant du développement de la résine. Il y a trois points principaux dans le développement de résines pour les préreg des OOA: l'une consiste à contrôler la porosité des pièces moulées, telles que l'utilisation de résines de réaction d'addition pour réduire les volatils dans la réaction de durcissement; La seconde consiste à améliorer les performances des résines durcies pour atteindre les propriétés de résine formées par le processus d'autoclave, y compris les propriétés thermiques et les propriétés mécaniques; Le troisième est de s'assurer que le préreg a une bonne fabrication, comme s'assurer que la résine peut s'écouler sous un gradient de pression d'une pression atmosphérique, garantir qu'il a une longue durée de vie de viscosité et une température ambiante suffisante en dehors du temps, etc. Les fabricants de matières premières conduisent Recherche et développement matériel en fonction des exigences de conception et des méthodes de processus spécifiques. Les principales directions devraient inclure: l'amélioration des propriétés mécaniques, l'augmentation du temps externe, la réduction de la température de durcissement et l'amélioration de l'humidité et de la résistance à la chaleur. Certaines de ces améliorations de performances sont contradictoires. , comme une ténacité élevée et un durcissement à basse température. Vous devez trouver un point d'équilibre et le considérer de manière approfondie!

En plus du développement de la résine, la méthode de fabrication de Prereg favorise également le développement d'applications de l'OOA Prereg. L'étude a révélé l'importance des canaux sous vide préimprélongés pour fabriquer des stratifiés zéro-porosité. Des études ultérieures ont montré que les préimprégères semi-imprégnées peuvent améliorer efficacement la perméabilité du gaz. Les préreg des OOA sont semi-imprégnés de résine et les fibres sèches sont utilisées comme canaux pour les gaz d'échappement. Les gaz et les volatils impliqués dans le durcissement de la pièce peuvent être échappés à travers des canaux de telle sorte que la porosité de la pièce finale soit <1%.
Le processus d'ensachage d'aspirateur appartient au processus de formation non automnale (OOA). En bref, il s'agit d'un processus de moulage qui scelle le produit entre le moule et le sac à vide, et appuyant sur le produit en aspirant pour rendre le produit plus compact et de meilleures propriétés mécaniques. Le processus de fabrication principal est

Tout d'abord, un agent de libération ou un tissu de libération est appliqué sur le moule de pose (ou feuille de verre). Le préprég est inspecté en fonction de la norme du préimprégné utilisé, y compris principalement la densité de surface, la teneur en résine, la matière volatile et d'autres informations sur le préreg. Coupez la taille de la taille à la taille. Lors de la coupe, faites attention à la direction des fibres. Généralement, la déviation de direction des fibres doit être inférieure à 1 °. Numéro de chaque unité de bloking et enregistrez le numéro de préimpression. Lors de la pose de couches, les couches doivent être posées en stricte conformité avec l'ordre de disposition requis sur la feuille d'enregistrement de licenciement, et le film ou le papier de libération de PE doit être connecté le long de la direction des fibres, et les bulles d'air devraient être chassé le long de la direction des fibres. Le grattoir étale le préimprécision et le gratte autant que possible pour retirer l'air entre les couches. Lors de la pose, il est parfois nécessaire d'épisser les préimprésents, qui doivent être épissés le long de la direction des fibres. Dans le processus d'épissage, le chevauchement et moins le chevauchement doivent être obtenus, et les coutures d'épissage de chaque couche doivent être échelonnées. Généralement, l'écart d'épissage du préreg unidirectionnel est le suivant. 1 mm; Le préreg tressé est autorisé à se chevaucher, et non à l'épissage, et la largeur du chevauchement est de 10 à 15 mm. Ensuite, faites attention à la pré-compaction sous vide et l'épaisseur de pré-pompage varie en fonction des différentes exigences. Le but est de décharger l'air piégé dans le lay-up et les volatils dans le préreg pour assurer la qualité interne du composant. Ensuite, il y a la pose de matériaux auxiliaires et l'ensachage d'aspirateur. Scellant et durcissement des sacs: l'exigence finale consiste à ne pas pouvoir fuir l'air. Remarque: L'endroit où il y a souvent une fuite d'air est le joint de scellant.

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