聚酰亚胺复合材料耐温420度成型工艺

作者: 东莞市美鑫绝缘材料有限公司 日期: 2021-08-30 人气: - 评论: 0

      聚酰亚胺树脂基复合材料因其力学性能、耐高温、耐辐射等性能优异而广泛应用于航空、航天等领域。国内外研制的耐温等级为310371 的系列聚酰亚胺复合材料已成功应用于发动机外涵道、高速武器的耐高温部段等。但是随着先进武器系统的不断发展,飞行速度更高,需要更高的有效载荷/结构质量比,这些性能的实现很大程度上依赖于新型耐高温先进树脂基复合材料的应用,310371的耐温等级已无法满足需求,因此研制出了耐420KH420聚酰亚胺树脂及其复合材料。

      通过对耐420℃聚酰亚胺树脂的化学反应特性、流变性能分析以及加压时机和压力大小等成型工艺参数对复合材料性能的影响,确定了最优的复合材料成型工艺。同时采用超声水穿透法对制得的复合材料进行超声检测,并结合金相显微镜分析讨论了衰减比例与孔隙率之间的关系,确定了超声检测参数。结果表明:分段阶梯加压,可有效控制复合材料的树脂含量和孔隙率,选用5 MHz探头、15 dB增益的超声水穿透检测参数可有效评判2-3 mm厚复合材料的成型质量。研制的聚酰亚胺复合材料在4200C的弯曲强度保持率为65%,弯曲模量保持率为89%,表现出良好的高温性能。

      聚酰亚胺树脂的亚胺化反应在2200C之前基本完成,在80—145℃反应最为剧烈,放出了大量的小分子(水分和醇),质量失重较大,可达1624%。树脂的熔体黏度在260310℃随温度的提高不断下降,在305℃左右熔体黏度最低,约为242Pa-S,表现出良好的成型工艺性能。

      选用90℃加压005 MPa120℃加压0-3 MPa的分步亚胺化、阶段跨段梯度加压的成型工艺可有效控制复合材料的纤维体积分数和孑L隙率,制得的复合材料孔隙率≤l%,其420℃的弯曲强度保持率为65%,弯曲模量保持率高达89%,表现出优异的耐高温性能。

      超声水穿透c扫描检测参数的设定对测试结果的可靠性具有较大的影响,对于2 mm厚复合材料试板选用5 MHz+15 dB的检测参数可以有效评判复合材料的内部质量。此外,由于厚度的变化对穿透波的能量有一定的影响,因此厚度发生变化时,在此厚度的基准检测参数基础上适当调整增益值。


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