酚醛树脂及其复材成型4桥梁管材

酚醛树脂及其复材成型4

RTM成型工艺基本原理是将玻璃纤维或其他增强材料铺放到闭模的模腔内，用压力(或真空辅助)将树脂胶液注入模腔，浸透增强材料，然后固化，脱模成型制品。RTM成型工艺是从湿法铺层和注塑工艺演变而来的新的复合材料成型工艺。RTM工艺通常使用增强材料形式有短切纤维毡、连续纤维毡、三维织物或特制的复合毡等，增强材料的种类有玻璃纤维、芳纶纤维、碳纤维等okmart.com。采用不饱和聚酯树脂为基体的RTM成型工艺已经得到广泛应用，对树脂体系、增强材料铺覆、流变特性、模具设计制造、制品结构设计、专用设备等方面都有系统深入研究。

三、酚醛树脂成型工艺

1、RTM成型工艺(ResinTransferMolding)

而酚醛树脂用于RTM工艺在国内近几年才出现。RTM生产工艺通常要求树脂注射温度下的黏度约为250-500mpa?s，以使纤维能很快地浸透，并避免铺层或织物结构被破坏。树脂固化过程应没有或尽量减少小分子产生，以减少制品缺陷，提高各种性能。据中国环氧树脂行业协会(www.epoxy-e.cn)专家介绍，传统的酚醛树脂由于通过缩合固化，固化过程中有小分子放出，容易造成制品缺陷，所以不太适合RTM工艺成型。

目前国内对酚醛和其他高性能树脂RTM成型工艺的需求主要来自军用产品。但由于缺少专用的RTM酚醛树脂，只能利用传统的酚醛树脂进行注射，固化时仍采用加压方式，目前已经开发出许多制品，取得了较好的效果。RTM已经成为航空航天先进复合材料重要的成型工艺之一。三江集团的佘平江等人，利用RTM成型工艺方法，使用氨酚醛树脂复合了高强玻璃纤维三维编织体，分别制作了拉伸强度试片、弯曲强度试片、氧乙炔烧蚀试片，试片的纤维体积含量为55%。性能测试结果为：拉伸强度为744MPa，拉伸模量为40.6GPa，断裂应变2.07%，弯曲强度为456.4MPa，弯曲模量31.8GPa，其力学性能接近于钢，烧蚀性能大大好于模压和缠绕复合材料。

冯志海等人在这方面也作了深入研究，并应用于产品生产中。除传统的氨酚醛外，华东理工大学开发的高碳酚醛树脂也是针对RTM工艺开发的改性氨酚醛树脂，其具有较高的碳含量，较宽的工艺操作平台。但仍采用传统的缩合固化方式，有小分子释放，需采用加压成型。为适应特种用途的需求，开发RTM专用改性酚醛树脂成为研究热点。

中科院化学所研究的烯丙基改性酚醛和双马共聚树脂、北京玻钢院开发的氰酸酯改性酚醛(酚三嗪)、四川大学研究的开环酚醛(苯并恶嗪)均为其代表。国内其他单位在上述品种的开发上也做了许多工作，取得了很好效果。但针对酚醛树脂体系的注射工艺、流变特性等方面的研究，还没有深入进行。北京玻钢院复合材料有限公司开发的氰酸酯改性酚醛熔体黏度在100℃/2h内无变化，固含量>98%，固化温度220℃，室温储存期6个月，Tg在350-400℃之间，冲击强度比普通酚醛提高了约1.5～3倍，非常适于RTM成型工艺。

酚醛RTM制品种类很多，诸如导弹鼻锥、油井管活塞及汽车用部件，可充分发挥酚醛制品的尺寸稳定、抗蠕变、阻燃以及高温力学性能好等优势。国外WES塑料公司利用RTM工艺，制作了许多军工产品。FlexaduxPlasties有限公司，利用RTM工艺开发生产几种铁路站台用酚醛玻璃钢制品。Move-Virge有限公司，则采用真空喷注工艺，研制成功玻纤含量较高的大规格中试品，长宽均可达到3m左右，厚度为22mm。目前许多公司对RTM设备进行了改进，以便用来生产酚醛玻璃钢制品。据中国环氧树脂行业协会(www.epoxy-e.cn)专家介绍，例如PlastechTT公司和维纳斯公司，已经推出1种可用来生产酚醛玻璃钢的RTM专用设备。

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