树脂基复合材料在生活中的应用,和环氧树脂配合使用的纤维( 三 )


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? 纤维缠绕:这种自动化方法适用于高压成型高性能创新零件,如管道和液体储罐 。该方法涉及将纱线浸泡在催化树脂浴中,然后围绕芯棒缠绕 。根据纱线移动速度与芯棒旋转速度和角度的比例,有三种缠绕方式:圆周缠绕、极向缠绕和螺旋缠绕 。

树脂基复合材料在生活中的应用,和环氧树脂配合使用的纤维

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? 高压釜法:也称为真空袋法 。该方法是将增强材料和树脂压实在坚硬模具上,然后通过一层弹性、柔性的薄膜使其与模具形成紧密的袋状结构 。将模具放入一个封闭的室内,施加几兆帕斯卡的内部压力 。这种压力由流体(空气、水、氮气或蒸汽)通过薄膜传递,有助于树脂的聚合 。
? 同时喷涂成型:这种方法是从接触成型方法演变而来 。在上涂蜡的模具上同时喷涂经过催化树脂混合的切碎纤维 。然后使用滚筒压实喷涂层并消除气泡 。这种技术可以低成本地生产中型和大型零件以及基本形状 。然而,由于这种成型方法仅使用切碎纤维,所制作的零件的机械性能较差 。
树脂基复合材料在生活中的应用,和环氧树脂配合使用的纤维

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树脂基复合材料在生活中的应用,和环氧树脂配合使用的纤维

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●○生活中的应用○●
造船
E玻璃纤维常被用作造船中的增强材料,而用环氧树脂浸渍的碳纤维常被用于航空航天领域 。合成纤维在复合材料中的应用得到支持,因为它们具有高化学抗性、与大多数浸渍树脂的相容性以及良好的机械和热性能 。
然而,这种类型的增强材料的使用已不再足够:一方面,其相对较大的密度对其产生了负面影响 。另一方面,它们对健康和环境构成威胁 。
自上世纪80年代以来,这些环境问题已成为我们社会和媒体关注的重点 。从那时起,由于其高比机械性能,生态复合材料的工业优化正在蓬勃发展 。通过纤维预制品的开发和加工方法的调整,应用的限制不断被突破 。
树脂基复合材料在生活中的应用,和环氧树脂配合使用的纤维

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汽车
汽车的车身部件,如发动机罩、仪表板和储物箱,采用了亚麻、黄麻、剑麻和苎麻等天然纤维增强材料进行制造 。
这些复合结构采用了VARTM制造技术,并通过结构测试和冲击应力分析进行了验证 。因此,材料的重量减轻,同时稳定性和强度得到了提高 。使用头部冲击准则(HIC)对安全特性进行了测试,发现具有天然纤维增强的复合结构适用于汽车车身部件 。
下图展示了碳纤维复制品的外部车身元件,汽车行业尤其致力于使用天然纤维在不同的非结构性部件(仪表板、车门板、备胎罩等)中,以降低质量、燃油消耗和排放 。
树脂基复合材料在生活中的应用,和环氧树脂配合使用的纤维

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航空
由于其优异的机械性能和轻量化结构,复合材料在航空领域得到了广泛应用 。在纤维复合材料结构的层中使用导电纤维可以消除通信设备的传输器需要独立的电线的要求 。
当将P100石墨纤维扩散到6061铝基复合材料的高增益天线中时,可以实现高刚度和较低的热膨胀系数,该天线用于哈勃太空望远镜 。
例如,飞机的机翼就是一种复合材料,纤维使用的是碳纤维,树脂使用的是环氧树脂 。
制造技术涉及树脂浸渍:所有的增强纤维都经过干燥、成型,然后将树脂注入增强材料中 。聚合物基体的选择必须既保证固化后成品机翼的良好性能,又保持良好的反应活性,不要过高以允许机翼的浸渍,这可能需要数小时,但足够使反应有效进行 。

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