树脂基复合材料性能提升在航空航天领域应用

  环氧和双马树脂基体是复合材料最常用的树脂基体,具有工艺性好、耐腐蚀、力学性能高及韧性好等特点。环氧和双马树脂基复合材料分别可在130℃ 以下和175~230℃长期使用。对材料耐温等级要求不高的飞行器结构,基本以环氧树脂基复合材料为主,对于耐热性要求更高的飞机和导弹主要承力结构,主要应用双马树脂基复合材料,美国四代机F-22复合材料用量为其结构质量的24%,其中70%为双马树脂基复合材料。

树脂基复合材料性能提升在航空航天领域应用

  聚酰亚胺复合材料在高温下具有优异的综合性能,可以在280~450℃的温度范围内长期使用,但工艺性和韧性明显低于环氧和双马复合材料。热固性聚酰亚胺树脂按封端剂的不同可分为PMR型、PETⅠ型以及氰基封端聚酰亚胺等,在航空发动机冷端部件和飞机高温结构中大量应用。

树脂基复合材料性能提升在航空航天领域应用

  为了降低复合材料的综合成本,自20世纪90年代以来低成本液体成型复合材料技术得到广泛应用,与其适应的树脂传递模塑(RTM)树脂得到了快速发展。明尼苏达矿务及制造业公司(3M公司)的PR500树脂已经应用于F22和F35四代战斗机,Hexcel公司RTM6已经应用于B787和A380等大型飞机。事实上,氰特(Cytec)及Hexcel公司已经推出了系列环氧RTM树体系:适于不同使用温度的环氧树脂CYCOM PR 520 RTM(104 ℃长期湿热使用)、CYCOM823RTM(90 ℃使用)、CYCOM875RTM(110 ℃使用)、CYCOM 890RTM(150 ℃使用)以及主要用于航天结构的环氧RTM树脂CYCOM5555RTM(140 ℃长期使用)。Hexcel公司推出RTM650和RTM651双马RTM树脂体系。NASA研究了可通过RTM工艺成型的苯乙炔苯酐(4-PEPA)封端聚酰亚胺树脂基体(PETI-298、PETI-330、PETI-375),其工艺性能好,具有较高的耐热性和良好的力学性能。

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