Nomex蜂窩浸漬用酚醛體系的研究

1、1996年玻璃鋼 復(fù)合材料1996第5期F iber R einfo rced P lastics Com po sites5收稿日期:1996-06-12N om ex蜂窩浸漬用酚醛體系的研究許亞洪魏新李勇郝魏(北京航空材料研究所100095摘要:本文介紹一種新的N om ex蜂窩浸漬用酚醛樹脂XT210,研究了樹脂的性能、N om ex蜂窩的浸漬工藝及性能等。關(guān)鍵詞:酚醛樹脂基體N om ex蜂窩1前言N om ex蜂窩浸漬樹脂可選用的種類很多,但目前國內(nèi)應(yīng)用最成熟的是酚醛樹脂。過去由于受國內(nèi)對(duì)N om ex蜂窩需求的限制及國產(chǎn)N om ex蜂窩生產(chǎn)工藝的制約,使我國對(duì)N om ex 蜂窩

2、生產(chǎn)專用樹脂的研究沒有深入進(jìn)行?，F(xiàn)在航空工業(yè)對(duì)N om ex蜂窩提出了更高的要求,如高的阻燃性、低毒、低的煙密度等。為了滿足這些新的需求,本文對(duì)N om ex蜂窩用酚醛樹脂的改性進(jìn)行了探索。2實(shí)驗(yàn)部分2 1樹脂制備和性能測(cè)試制備樹脂的主要原材料如表1所示表1主要實(shí)驗(yàn)原料名稱規(guī)格生產(chǎn)廠家F01236酚醛樹脂工業(yè)品天津樹脂合成廠四溴雙酚A環(huán)氧樹脂工業(yè)品岳陽化工廠改性劑自行合成按配比稱取定量F01236酚醛樹脂和四溴雙酚A環(huán)氧樹脂,在一定溫度下預(yù)聚一定時(shí)間,然后加入改性劑在一定溫度下再反應(yīng)一定時(shí)間。加入定量的丙酮 乙醇(重量比為1 1混合溶劑,即得XT210樹脂。樹脂的D SC分析用Perk in2

3、E l m erD SC型熱分析儀,在N2氣氛中進(jìn)行,升溫速率為10 m in。2.2N om ex蜂窩的制備和性能測(cè)試將XT210樹脂配制成一定重量濃度的稀溶液,用此稀溶液浸漬N om ex蜂窩,待溶劑揮發(fā)充分后,按工藝80 0.5h+150 2h+180 2h進(jìn)行固化。性能測(cè)試按DH S1402110進(jìn)行。燃燒測(cè)試按BM S7230進(jìn)行。3結(jié)果與討論3.1樹脂性能(1配方設(shè)計(jì)原則為了使酚醛樹脂具有優(yōu)良的綜合性能,通常采用環(huán)氧樹脂對(duì)酚醛樹脂進(jìn)行改性1。但改性的結(jié)果使體系的阻燃性能有所下降,因此用四溴雙酚A型阻燃環(huán)氧改性酚醛樹脂是解決這一問題的關(guān)鍵。由于自行合成的改性劑既起到阻燃作用又參加網(wǎng)絡(luò)

4、固化,因此改性后的酚醛樹脂固化網(wǎng)絡(luò)更加緊密,不但具有更高的阻燃性及力學(xué)性能,而且與N om ex紙有更好的粘接性。這樣XT210體系更適合于N om ex蜂窩的浸漬。(2D SC分析XT210樹脂的D SC曲線形狀與F01236樹脂的曲線基本相似(見圖1,它們的峰始溫度都約為155。XT 210樹脂的峰頂溫度從未改性的192.98上升至206.9,且D SC 曲線比F 01236的曲線變得更加緩慢,對(duì)固化工藝有利,溫度的波動(dòng)對(duì)固化反應(yīng)影響較小。F 01236樹脂和XT 210樹脂的反應(yīng)熱焓分別為-32.55J g 、-67.83J g 。這說明,F 01236經(jīng)改性后,活性基團(tuán)有所減少,但這可

5、能使XT -10具有更長的貯存期 。圖1樹脂的D SC 曲線3 2N om ex 蜂窩性能(1燃燒性能對(duì)于蜂窩密度均為48kg m 3時(shí),其燃燒結(jié)果如表2所示。從表 2可以看出,XT 210樹脂浸漬的N om ex 蜂窩具有較好的阻燃性,達(dá)到波音公司阻燃要求。同時(shí),當(dāng)密度相同時(shí),XT 210浸漬的N om ex 蜂窩較F 01236浸漬的N om ex 蜂窩有更短的燒焦長度,故XT 210浸漬的N om ex 蜂窩在相同的時(shí)間內(nèi)將具有更小的煙密度,可作為艙內(nèi)材料使用。表2N om ex 蜂窩燃燒性能(60s 垂直點(diǎn)火蜂窩類型自熄時(shí)間s最大燒焦長度 c m滴落物自熄時(shí)間 s XT 210樹脂02

6、.25無滴落物F 01236樹脂02.95無滴落物波音公司標(biāo)準(zhǔn)257.61(2力學(xué)性能當(dāng)蜂窩邊長為2.75mm ,密度為48kg m 3時(shí),其力學(xué)性能如表3所示。表3N om ex 蜂窩力學(xué)性能樹脂類型純芯材壓縮強(qiáng)度 M PaL 向剪切性能W 向剪切性能強(qiáng)度 M Pa模量 M Pa強(qiáng)度 M Pa模量 M PaXT 210樹脂21.650.9351.710.5925.51圖2XT 210樹脂浸漬的N om ex 蜂窩斷口形貌圖3F 01236樹脂浸漬的N om ex 蜂窩斷口形貌可見,用XT 210樹脂浸漬的該規(guī)格N om ex 蜂窩,其力學(xué)性能已達(dá)到波音公司的選材要求。對(duì)于其它規(guī)格,我們的實(shí)驗(yàn)

7、結(jié)果也同樣地達(dá)到波音公司標(biāo)準(zhǔn)。圖2、圖3分別為XT 210樹脂、F 01236樹脂浸漬的N om ex 蜂窩剪切斷口照片。從照片上可見,XT 210樹脂浸漬的蜂窩斷口較平整,外力的作用沒有產(chǎn)生向基體內(nèi)部擴(kuò)展的裂紋,且呈韌性樹脂破壞特征。而F 01236樹脂浸漬的N om ex 蜂窩則產(chǎn)生了可向基體內(nèi)部擴(kuò)展的裂紋,且呈脆性樹脂破壞特征,故XT 210樹脂具有更高的韌性。由于XT 210樹脂的韌性與N om ex 紙的韌性相協(xié)調(diào),故用XT 210樹脂浸漬的N om ex 蜂窩具有更好的綜合力學(xué)性能。4結(jié)論(下轉(zhuǎn)第24頁機(jī)定型通過了各項(xiàng)考核,全部過程均表明尾撐桿滿足使用要求。6結(jié)論(1尾撐桿結(jié)構(gòu)的設(shè)

8、計(jì)計(jì)算值與靜力試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果比較一致,表明在引入各向異性材料的剛度特性條件下,利用經(jīng)典工程梁理論計(jì)算混雜復(fù)合材料薄壁管件彎曲強(qiáng)度、彎曲剛度的方法是可行的。(2設(shè)計(jì)選取尾撐桿的結(jié)構(gòu)形式有利于提高構(gòu)件Y向彎曲剛度。采用0碳纖維無緯布與45玻璃布預(yù)浸料層間混雜的復(fù)合材料鋪層設(shè)計(jì),使得結(jié)構(gòu)能夠同時(shí)滿足剛度和重量的要求。(3靜力試驗(yàn)和裝機(jī)飛行結(jié)果表明,尾撐桿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)較好地滿足了飛機(jī)總體指標(biāo)和使用要求。參考文獻(xiàn)1趙鵬飛,張?jiān)?小型無人機(jī)C G復(fù)合材料尾撐桿的研制.玻璃鋼 復(fù)合材料,1994;(12W o rld U nm anned A ircraft.1988D ESIGN OF C G COM POS

9、ITE TA I L B OOM FOR UAVZhang Yuanm ingZhao Pengfei(N o rthw estern Po lytechn ical U n iversityAbstract:T he design m ethod of C G com po site tail boom of an unm anned air veh ical is de2 tailed in th is p ap er.T he resu lt of strength test of the tail boom is also in troduced.Keywords:tail boomd

10、esignhyb rid com po sitestrengthstiffness(上接第19頁XT210樹脂在兼顧酚醛樹脂優(yōu)異性能的同時(shí),還具有優(yōu)異的韌性。配方設(shè)計(jì)時(shí),考慮了樹脂的阻燃性及與N om ex紙的結(jié)合性,故用XT2 10樹脂浸漬的N om ex蜂窩將具有更加廣泛的應(yīng)用前景。參考文獻(xiàn)MOD IF I CAT I ON OF PHENOL I C RESIN FOR M AK ING NOM EX HONEYCOM BXu YahongW ei X inL i YongH ao W ei(B eijing In stitu te of A eronau ticalM aterials

11、Abstract:A new m atrix resin fo r N om ex honeycom b XT210is in troduced,T he p rop erties of the resin are studied,and the p rop erties of N om ex honeycom b is also show n.Keywords:p heno licm atrix resinN om ex honeycom b本刊啟事本刊19891992年的過刊已經(jīng)售完,請(qǐng)讀者不要再匯款求購上述刊物。另外本社尚有少量以下物,歡迎訂購。1988年合訂本15.00元;1994年合訂本30.00元;1995年合訂本35.00