(一)引言
    树脂基复合材料的电子束固化成型技术，是在复合材料低成本化和无公害化的背景下，发展起来的一种新的复合材料成型工艺，与热固化成型技术相比较，它具有许多独特的优点：可以实现室温或者低温固化，利于制件的尺寸控制，并减小了固化复合材料的残余应力；固化速度快、成型周期短，适于制造大型复合材料制件，可选择区域固化；减小了对环境和人体的危害；固化工艺便于实现连续化操作，将该固化工艺与传统的缠绕成型工艺相结合可进一步降低复合材料制造成本。
    电子束辐射固化树脂对热不敏感，因此其应用于缠绕成型工艺时，树脂粘度可以通过温度在很大范围内调节，以满足缠绕工艺对树脂粘度的要求。即使是在室温下粘度很大甚至呈固体状的树脂，也可以通过升高温度降低其粘度，而不影响树脂的工艺适用期，从而避免使用溶剂降低粘度，这有利于提高复合材料盼性能，也有利于降低成本和保护环境。同时采用电子束固化缠绕复合材料，没有高温高压的工艺要求，因此其缠绕芯模可以使用泡沫塑料、石蜡、木材等低成本模具材料。早得到应用的辐射固化复合材料制件，就是法国人利用电子束固化缠绕的固体火箭发动机壳体，后来美国有关部门也研究了电子束固化缠绕复合材料(阳离子环氧树脂)，在战术导弹火箭发动机壳体上的应用，并得出了相似的结论。然而国内目前仅仅对电子束固化层压复合材料，工艺进行了较系统的研究，对液体成型RTM、缠绕成型电子束固化成型工艺，仅仅进行了探索性的研究。因此本，论文系统地研究了有关缠绕成型，电子束固化环氧树脂体系的理化性能，得到一种良好的适于缠绕成型电子束固化树脂。
    (2)树脂粘度测定
    粘度仪：TA2000，美国TA公司。测试方法：将配制好的树脂以2℃/min速率升温，测定40～120℃下粘度随温度的变化，得出粘度一温度变化曲线。
    (3)浇注体的制备
    室温下将环氧树脂、改性剂，以及其他组分加入烧杯中溶成均相体系，然后置于真空烘箱中于70℃下脱泡60min，再注入模具中辐射固化成型。固化条件为：辐射剂量率100Gy/s，总剂量150 kGy。
    (4)玻璃化转变温度的测定
    方法：动态机械热分析法(DMTA)；仪器：DMAQ800，美国TA公司；实验条件：双悬臂法，频率1Hz，升温速率2℃/min；试样尺寸：55mm×8mm×2.5mm；数据处理：以损耗角正切值tanδ出现极大值作为树脂的玻璃化转变温度。
    (5)浇注体力学性能测试
    浇注体力学性能测试参照原GB/T 16421-1996测定。
    (三)结果与讨论
    1、树脂的粘度
    树脂的粘度作为缠绕工艺的关键参数之一，直接影响树脂对碳纤维的浸透能力。当树脂粘度太高时(见图2、图3)，尽管将树脂EB-2、EB-3温度升高至80℃、91.4℃，也能达到缠绕工艺所要求的粘度(≤1.2 Pa•s)，但由于工艺温度太高，对应树脂的加热装置、保温设备，都要与所需工艺设置匹配，加大操作可控性难度，为了在简易且可控性较强的工艺下操作，选择加工温度较低的树脂更合适。当树脂粘度偏高时，树脂在缠绕过程中易富集在纤维束表层，导致纤维束内浸润不够，纤维和树脂间的界面结合差；而且粘度高时易裹入气泡，增加成品中孔隙含量，造成复合材料力学性能下降。由图l、图5可知树脂EB-1粘度偏高，浸润纤维的能力较差，直到60℃其粘度才达到984mPa•s，此时才满足缠绕工艺要求。
    相对于树脂EB-4，树脂EB-1工艺性较差，由图4、图6知，50℃时树脂EB-4粘度就达到953mPa．s，当温度升到60℃时，树脂EB-4的粘度只有389mPa•s，这有利于树脂充分浸润纤维和改善纤维与树脂间的界面性能。但并不是树脂粘度越低越好，因为树脂粘度过低易产生流胶，造成复合材料含胶量不均匀或贫胶，孔隙率增大界面性能也变差，常温或湿热力学性能降低。因此树脂EB-1、EB-4可在较低温度下达到低粘度，适合液态缠绕成型。但与EB-1相比树脂EB-4工艺适用性更好。