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题目:酚醛三维夹芯层连织物复合材料制备及性能评价

关键词:复合材料,三维夹芯层连织物,真空辅助,酚醛泡沫,力学性能,隔热,阻燃,阻尼

  摘要

三维夹芯层连织物复合材料是由纤维连续织造呈空芯结构的织物作增强体制备而成的新型轻质复合材料,具有优异的耐久性、无面/芯剥离现象,在航空、交通、建筑等领域应用前景广阔。本文首先考察酚醛三维夹芯层连织物复合材料真空辅助成型中织物的压缩特性、厚度回复及树脂浸润流动规律、树脂分布均匀性及影响因素;接着考察酚醛发泡树脂在层合板中的灌注法与气压辅助法填充工艺,考察温度、夹层结构等因素的影响规律;优化酚醛发泡配方与组分混合顺序,评价结构内泡沫密度的均匀性和操作的稳定性;最后考察泡沫填充前后酚醛三维夹芯层连织物复合材料力学性能与隔热、阻燃、阻尼性能。研究结果表明,真空辅助法制备酚醛基三维夹芯层连织物复合材料时,随着芯柱高度增加,织物压缩体积分数上升,厚度回复率下降。对织物热处理有利于其工艺过程的厚度回复,提高树脂对织物的浸润质量;树脂沿织物纬向渗透速率大于经向,并随着高渗透导流介质层的加入、真空压力增加、树脂粘度降低而增大,同时获得更好的树脂分布均匀性。优化了在配方与组分混合顺序,保证操作时间的同时有适宜的流速,灌注法工艺在制备小尺寸层合板时具有很好的均匀性和操作稳定性,气压辅助工艺制备大尺寸层合板沿着纬向和从中部往两侧存在密度梯度。酚醛泡沫可显著增强夹层板的力学与功能特性,对纬向侧压强度和弯曲刚度的增强效果优于经向,对经向剪切强度的增强效果优于纬向,导热系数随着芯柱高度的增加、泡沫密度的减小而逐渐降低,阻尼比随芯柱高度的减小而增加;酚醛基酚醛泡沫三维织物夹层板为A级不燃级别,阻燃性能突出。