高性能环氧树脂复合材料应用

    高性能环氧树脂复合材料应用日趋广泛,尤其在高科技的航空航天领域更是写满辉煌,其中在飞机结构受力构件上的应用发挥了巨大作用,飞机结构受力构件如果没有高性能环氧树脂复合材料,飞机将很难起飞行上天。据环氧树脂行业协会专家介绍,我国目前在飞机结构受力构件用高性能环氧树脂复合材料上,已经形成了T-300/4211专门产品体系。
    环氧树脂行业协会专家介绍说,它是北京航空材料研究所和北京航空工艺研究所1984年研制成功的,其4211环氧基体由648酚醛环氧树脂和BF3・MEA组成,交联密度大、弹性模量较高、耐热性好,其突出优点是有良好的工艺性、预浸料可在室温下存放,缺点是脆性大、对湿热敏感。T-300/4211复合材料可在120℃以下使用,已用于几种型号飞机的垂直安定面,飞机进气道外侧壁板等。
    美国的T-300/5208体系是Narmco公司1972年研制成功的,其5208基体由4,4’-二氨基二苯甲烷四缩水甘油胺环氧树脂(TGDDM)和4,4’-二氨基二苯砜(DDS)组成。该体系性能好,能在177℃环境下使用,美国绝大多数飞机复合材料结构件都采用碳纤维和5208或5208同系树脂体系制成,5208被称为代树脂基体。类似的体系还有美国Fiberite公司的934、美国Hercules公司的3501,此2体系中加有BF3・MEA;以及我国北京航空材料研究所的5222、Hexcel公司的F263、日本东丽公司的3601、三菱公司的A401、东邦公司的1101等。
    所用的TGDDM树脂,据环氧树脂行业协会专家介绍有:Ciba公司的MY-720,Reichhold公司的37-106,日本的Epiclon 430,Glyamine 120、YH-343、ELM-434,我国上海合成树脂研究所的AG-80等,这些牌号的TGDDM树脂的平均相对分子质量和极性不完全相同,因此在性能上也有些差异。T300/5208复合材料耐热性及力学性能好,尤其是层剪性能优异,可在-55~177℃下使用,预浸料的铺覆性好、使用期长,缺点是吸水性大且在湿热条件下Tg、模量及压缩强度下降严重、韧性差、复合材料90。方向的延伸率小、层间剥离强度低、耐冲击性能差尤其是冲击后压缩强度CAI(Compression after impact)低、对缺口敏感性大,不能满足飞机主受力结构件的要求。T-300/934复合材料是波音公司广泛用于民机上的环氧结构复合材料。