三维整体夹芯织物增强复合材料的研制.pdf
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1、第2 8 卷第1 期 2 0 0 7 年1 月 纺织学报 J o u r n a lo fT e x t i l eR e s e a r c h V 0 1 2 8N o 1 J a n 2 0 0 7 文章编号:0 2 5 3 9 7 2 1 ( 2 0 0 7 ) 0 1 0 0 5 6 0 4 三维整体夹芯织物增强复合材料的研制 祝成炎,陈俊俊,朱俊萍,谭冬宜,徐国平 ( 浙江理工大学,先进纺织材料与制备技术教育部重点实验室,浙江杭州3 1 0 0 1 8 ) 摘要用玻璃纤维在普通二维织机上分别试制经向为v 形、X 形和蜂窝形3 种典型三维整体夹芯织物,利用真 空辅助成型工艺研制复合材
2、料夹芯板。为使树脂能较好地渗入织物和纤维内部,对灌注用树脂胶液的组成、配制 比例以及树脂黏度等进行了研究,并讨论了三维空芯结构织物中树脂胶液流动过程及气泡形成原因。该复合材料 成型工艺能有效地排除在成型过程中产生于织物纤维束之间和纤维束内的气泡。研究结果表观所研制的板材保 持了夹芯织物原有的孔形结构、形状与较好的力学性能。 关键词三维整体夹芯织物;蜂窝;基体树脂;真空辅助成型 。 中图分类号:T S l 0 6 6 8文献标识码:A D e v e l o p m e n to f3 - Di n t e g r a t e da n ds a n d w i c h e df a b r i
3、 cc o m p o s i t e s Z H UC h e n g y a n ,C H E NJ u n j u n ,Z H UJ u n p i n g ,T A ND o n g y i ,X UG u o p i n g ( T h eK e yL a b o r a t o r yo f A d v a n c e dT e x t i l eM a t e r i a l sa n dM a n u f a c t u r i n gT e c h n o l o g y ,M i n i s t r yo fE d u c a t i o n , Z h e j i a
4、n gS c i T e c hU n i v e r s i t y ,H a n g z h o u ,Z h e j i a n g3 1 0 0 1 8 ,C h i n a ) A b s t r a c tT h et y p i c a l3 一Di n t e g r a t e da n ds a n d w i c h e df a b r i c si n c l u d i n gX ,Va n dh o n e y c o m bt y p e si nw a r p w i s ea r ed e s i g n e da n dm a n u f a c t u
5、r e dw i t hg l a s sf i b e r so nt h ec o n n n o n2 一D1 0 0 m ,a n dr e i n f o r c e dc o m p o s i t e sa r e m a d eo ft h ef a b r i c sb ym e a n so ft h et e c h n o l o g yo fv a c u u ma s s i s t e dr e s i ni n f u s i o n F o rb e t t e rp e n e t r a t i o no fr e s i n i n t ot h ef
6、i b e ra n df a b r i c ,t h ec o m p o n e n t s ,r a t i oa n dv i s c o s i t yo ft h er e s i nl i q u i da r es t u d i e d n er e s i nl i q u i d f l o w i n gi nt h e3 Ds a n d w i c h e df a b r i ca n dt h ec a u s eo fb u b b l ef o r m i n ga r ed i s c u s s e d T h em a n u f a c t u r
7、 i n gm e t h o d u s e di nt h i sr e s e a r c hc a ne f f e c t i v e l ye x c l u d et h ea i rt r a p p e di nt h ev o i d sb e t w e e nf i b e r so ri n s i d et h ef i b e r so f t h er e i n f o r e e dc o m p o s i t e s T h er e s u l t ss h o wt h a tt h er e i n f o r c e dc o m p o s i
8、 t e sh a v er e t a i n e dt h eo r i g i n a ls t r u c t u r e s h a p e ,a n dp h y s i c a lp r o p e r t i e so ft h es a n d w i c h e df a b r i c s K e yw o r d s3 - Di n t e g r a t e da n ds a n d w i c h e df a b r i c ;h o n e y c o m b ;m a t r i xr e s i n ;v a c u u ma s s i s t e dr
9、 e s i ni n f u s i o n 真空辅助成型( v a c u u ma s s i s t e dr e s i ni n f u s i o n , V A R I ) 工艺是在R T M ( r e s i nt r a n s f e rm o l d i n g ) 工艺 基础上发展起来的一种新型复合材料成型技术,属 于高性能低成本制造技术,工艺灵活,能够一次成型 带有夹芯、加筋的大型结构件,是复合材料领域重要 的发展方向之一。3 D 整体夹芯织物增强复合材料 可以减轻高强三维实芯机织复合材料的自重,以满 足更多领域的要求。本文采用真空辅助成型工 艺研制不同结构的三维
10、整体夹芯机织物增强板材, 研究表明这种成型方法操作简便,可大幅缩减成型 周期,有利于生产工艺的合理安排及广泛推广。 1 预制件的制作 1 1 材料和仪器 预制件采用E 一玻璃纤维,杭州玻璃厂生产,密 度为2 5 4g c m 3 ,纱线线密度为6 0 0t e x 。树脂为上海 富晨有限公司生产的8 5 4 标准型环氧乙烯基酯树 脂。树脂固化剂和促进剂分别是过氧化甲乙醇 ( 1 0 ) 、环烷酸钴( 1 ) ,杭州东日玻璃钢有限公司 收稿日期:2 0 0 6 0 5 0 7修回日期:2 0 0 6 0 9 2 2 基金项目:浙江省科技计划重点项目( 2 0 0 5 C 2 1 0 7 3 )
11、作者简介:祝成炎( 1 9 6 2 一) ,男,教授,硕士。主要从事三维织造技术与纺织复合材料、纺织工程技术、纺织C A D 技术等的教学 和科研。E m a i l :c h e n g y a n z h u 1 2 6 e o l l l 。 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 第1 期祝成炎等:三维整体夹芯织物增强复合材料的研制 5 7 提供。脱模剂为R 5 0 4 ( L o c t t e7 0 0 N CF r e k o t e ) ,
12、S c o t t B a d e r 有限公司生产。丙酮试剂由杭州汇普化工仪 器有限公司提供。真空泵型号为2 X Z 4 B ,温岭市发 达真空泵厂制造。 1 2 玻璃纤维包覆 为符合实验使用的线形,对所购置的玻璃纤维 长丝束用锦纶长丝进行包覆,其中锦纶长丝的线密 度是1 5 6d t e x ,锦纶长丝呈螺旋形包覆在玻璃纤维束 外,以形成稳定的线形结构。在这种线形中,锦纶的 体积分数所占比例较低,对复合材料固化过程中树 脂的渗透影响甚微,且对玻璃纤维在复合材料板材 中的体积分数和质量分数影响不大H 。 1 3 三维整体夹芯织物的结构设计 本文中三维整体夹芯织物结构有经向V 形、经 向x 形
13、、经向蜂窝形,结构见图1 。这些织物均在普 通二维平面样机上试制。 一一一 ( a ) 经向V 形( b ) 经向x 形( c ) 经向蜂窝形 图1三维整体空芯结构经向截面图 F i g 1W a r ps e c t i o ns t r u c t u r e so f3 - Di n t e g r a t e dc e l l u l a rw o v e n ( a ) Vh o l l o w ;( b ) Xh o l l o w ;( c ) H o n e y c o m bh o l l o w 1 4 真空辅助成型方法 真空辅助成型工艺:净化玻璃板一检查模具密 封性一配树
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