Nomex蜂窝浸渍用酚醛体系的研究

1、1996年玻璃钢 复合材料1996第5期F iber R einfo rced P lastics Com po sites5收稿日期:1996-06-12N om ex蜂窝浸渍用酚醛体系的研究许亚洪魏新李勇郝魏(北京航空材料研究所100095摘要:本文介绍一种新的N om ex蜂窝浸渍用酚醛树脂XT210,研究了树脂的性能、N om ex蜂窝的浸渍工艺及性能等。关键词:酚醛树脂基体N om ex蜂窝1前言N om ex蜂窝浸渍树脂可选用的种类很多,但目前国内应用最成熟的是酚醛树脂。过去由于受国内对N om ex蜂窝需求的限制及国产N om ex蜂窝生产工艺的制约,使我国对N om ex 蜂窝

2、生产专用树脂的研究没有深入进行。现在航空工业对N om ex蜂窝提出了更高的要求,如高的阻燃性、低毒、低的烟密度等。为了满足这些新的需求,本文对N om ex蜂窝用酚醛树脂的改性进行了探索。2实验部分2 1树脂制备和性能测试制备树脂的主要原材料如表1所示表1主要实验原料名称规格生产厂家F01236酚醛树脂工业品天津树脂合成厂四溴双酚A环氧树脂工业品岳阳化工厂改性剂自行合成按配比称取定量F01236酚醛树脂和四溴双酚A环氧树脂,在一定温度下预聚一定时间,然后加入改性剂在一定温度下再反应一定时间。加入定量的丙酮 乙醇(重量比为1 1混合溶剂,即得XT210树脂。树脂的D SC分析用Perk in2

3、E l m erD SC型热分析仪,在N2气氛中进行,升温速率为10 m in。2.2N om ex蜂窝的制备和性能测试将XT210树脂配制成一定重量浓度的稀溶液,用此稀溶液浸渍N om ex蜂窝,待溶剂挥发充分后,按工艺80 0.5h+150 2h+180 2h进行固化。性能测试按DH S1402110进行。燃烧测试按BM S7230进行。3结果与讨论3.1树脂性能(1配方设计原则为了使酚醛树脂具有优良的综合性能,通常采用环氧树脂对酚醛树脂进行改性1。但改性的结果使体系的阻燃性能有所下降,因此用四溴双酚A型阻燃环氧改性酚醛树脂是解决这一问题的关键。由于自行合成的改性剂既起到阻燃作用又参加网络

4、固化,因此改性后的酚醛树脂固化网络更加紧密,不但具有更高的阻燃性及力学性能,而且与N om ex纸有更好的粘接性。这样XT210体系更适合于N om ex蜂窝的浸渍。(2D SC分析XT210树脂的D SC曲线形状与F01236树脂的曲线基本相似(见图1,它们的峰始温度都约为155。XT 210树脂的峰顶温度从未改性的192.98上升至206.9,且D SC 曲线比F 01236的曲线变得更加缓慢,对固化工艺有利,温度的波动对固化反应影响较小。F 01236树脂和XT 210树脂的反应热焓分别为-32.55J g 、-67.83J g 。这说明,F 01236经改性后,活性基团有所减少,但这可

5、能使XT -10具有更长的贮存期 。图1树脂的D SC 曲线3 2N om ex 蜂窝性能(1燃烧性能对于蜂窝密度均为48kg m 3时,其燃烧结果如表2所示。从表 2可以看出,XT 210树脂浸渍的N om ex 蜂窝具有较好的阻燃性,达到波音公司阻燃要求。同时,当密度相同时,XT 210浸渍的N om ex 蜂窝较F 01236浸渍的N om ex 蜂窝有更短的烧焦长度,故XT 210浸渍的N om ex 蜂窝在相同的时间内将具有更小的烟密度,可作为舱内材料使用。表2N om ex 蜂窝燃烧性能(60s 垂直点火蜂窝类型自熄时间s最大烧焦长度 c m滴落物自熄时间 s XT 210树脂02

6、.25无滴落物F 01236树脂02.95无滴落物波音公司标准257.61(2力学性能当蜂窝边长为2.75mm ,密度为48kg m 3时,其力学性能如表3所示。表3N om ex 蜂窝力学性能树脂类型纯芯材压缩强度 M PaL 向剪切性能W 向剪切性能强度 M Pa模量 M Pa强度 M Pa模量 M PaXT 210树脂21.650.9351.710.5925.51图2XT 210树脂浸渍的N om ex 蜂窝断口形貌图3F 01236树脂浸渍的N om ex 蜂窝断口形貌可见,用XT 210树脂浸渍的该规格N om ex 蜂窝,其力学性能已达到波音公司的选材要求。对于其它规格,我们的实验

7、结果也同样地达到波音公司标准。图2、图3分别为XT 210树脂、F 01236树脂浸渍的N om ex 蜂窝剪切断口照片。从照片上可见,XT 210树脂浸渍的蜂窝断口较平整,外力的作用没有产生向基体内部扩展的裂纹,且呈韧性树脂破坏特征。而F 01236树脂浸渍的N om ex 蜂窝则产生了可向基体内部扩展的裂纹,且呈脆性树脂破坏特征,故XT 210树脂具有更高的韧性。由于XT 210树脂的韧性与N om ex 纸的韧性相协调,故用XT 210树脂浸渍的N om ex 蜂窝具有更好的综合力学性能。4结论(下转第24页机定型通过了各项考核,全部过程均表明尾撑杆满足使用要求。6结论(1尾撑杆结构的设

8、计计算值与静力试验测试结果比较一致,表明在引入各向异性材料的刚度特性条件下,利用经典工程梁理论计算混杂复合材料薄壁管件弯曲强度、弯曲刚度的方法是可行的。(2设计选取尾撑杆的结构形式有利于提高构件Y向弯曲刚度。采用0碳纤维无纬布与45玻璃布预浸料层间混杂的复合材料铺层设计,使得结构能够同时满足刚度和重量的要求。(3静力试验和装机飞行结果表明,尾撑杆结构设计较好地满足了飞机总体指标和使用要求。参考文献1赵鹏飞,张元明.小型无人机C G复合材料尾撑杆的研制.玻璃钢 复合材料,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页XT210树脂在兼顾酚醛树脂优异性能的同时,还具有优异的韧性。配方设计时,考虑了树脂的阻燃性及与N om ex纸的结合性,故用XT2 10树脂浸渍的N om ex蜂窝将具有更加广泛的应用前景。参考文献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本刊启事本刊19891992年的过刊已经售完,请读者不要再汇款求购上述刊物。另外本社尚有少量以下物,欢迎订购。1988年合订本15.00元;1994年合订本30.00元;1995年合订本35.00