樹脂傳遞模塑(Resin Transfer Moulding,簡(jiǎn)稱RTM)是將樹脂注入到閉合模具中浸潤(rùn)增強(qiáng)材料并固化的工藝方法。RTM成型工藝中,工藝參數(shù)如注射壓力、注射溫度、注膠口和排氣口的位置、纖維含量和結(jié)構(gòu)、樹脂的性能、真空輔助成型時(shí)的真空度的大小和后固化等都會(huì)影響到復(fù)合材料的性能,在樹脂、纖維和模具構(gòu)造確定的情況下,主要的影響因素是注射壓力、注射溫度、樹脂的黏度以及真空輔助成型時(shí)真空度的大小等。
RTM工藝希望的是在較低壓力下完成樹脂壓注。低的壓力有助于樹脂對(duì)纖維的浸潤(rùn),高的壓力有助于排出模具中的空氣,充滿模具空間,使得制件完整,所以有人贊成在樹脂傳遞初期使用低壓以使樹脂較好地浸潤(rùn)纖維,而當(dāng)模具型腔中已基本充滿樹脂時(shí)使用較大壓力以排出空氣¨。然而,由于壓力的高低決定模具的材料要求和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),高的壓力需要高強(qiáng)度、高剛度的模具和較大的合模力。如果注膠壓力高而模具剛度小低,制造出的制件就會(huì)很差。
Spoerre等通過(guò)優(yōu)化工藝參數(shù)來(lái)制備高性能的復(fù)合材料,他們認(rèn)為,樹脂的注射壓力必須進(jìn)行優(yōu)化。因?yàn)閴毫θ绻^(guò)高,會(huì)發(fā)生“樹脂沖刷”現(xiàn)象,并且會(huì)引起纖維位置的偏移,進(jìn)而影響制件的最終力學(xué)性能;壓力如果過(guò)低,樹脂還沒有完全充滿模時(shí),固化反應(yīng)或許就開始了。
Cevdet等研究了在不同的樹脂注射壓力(101、203、304、405和506 kPa)下成型的碳纖維織物/環(huán)氧復(fù)合材料的彎曲性能和沖擊性能,具體數(shù)據(jù)見表1。研究發(fā)現(xiàn),樹脂注射壓力為203 kPa時(shí),由于成型時(shí)樹脂均勻流動(dòng),形成的空隙率較小,因而對(duì)纖維有較好的浸潤(rùn),所以復(fù)合材料有最佳的力學(xué)性能;當(dāng)壓力高于203 kPa時(shí),纖維束之間的宏觀流動(dòng)和纖維絲之間的微觀流動(dòng)將會(huì)不一致,產(chǎn)生的空隙較多,并且纖維體積分?jǐn)?shù)降低,制品的機(jī)械性能下降:當(dāng)注射壓力為101 kPa時(shí),由于充模時(shí)間過(guò)長(zhǎng),環(huán)氧樹脂和固化劑由于密度不同產(chǎn)生分離,不完全固化,制品性能較低。
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