复合材料RFI成形用树脂膜的成膜工艺性研究

       针对先进复合材料树脂膜渗透成形技术(RFI)中的树脂膜，分析了其成形的基本过程，在测定树脂体系的基本粘度温度关系基础上，采用树脂膜，／离型纸的拉伸剪切实验方法测定了树脂膜的拉伸剪切强度，研究了树脂膜在不同温度及速度下的剪切载荷位移关系及内聚破坏及界面破坏的转变温度范围。结果显示，破坏形式的转化是决定剪切强度一温度依赖性的关键。确定了实验树脂体系的成膜工艺区间的下限。

       飞机的主承力结构上应用碳纤维复合材料不仅性能得到提高，而且相对于金属结构达到20%～30%的减重效率。但是复合材料结构的制造成本较高。。因此降低复合材料的制造成本已成为航空复合材料技术发展的基本目标。为此，以RTM（树脂传递模塑）为代表的复合材料液态成形技术重新受到重视。

       RTM成形大尺寸结构时闭合模具成本很高，而缝纫及加筋类结构及预浸料／热压罐技术难以实现大厚度及型材的浸渍。为克服上述困难，在RTM技术的基本原理上发展出树脂膜渗透成形(RFI)技术，并首先在航空复合材料结构中得到应用。在RFI成形技术中工装组合是前期工作的核心。，其基本方式与预浸料／热压罐技术大致相同。不同之处在于树脂集中铺放在增强材料预制体下（或间层插入增强材料铺层间）。RFI成形过程中，预先铺放在增强体下的树脂膜在热作用下熔融低粘度化。低粘度化的树脂在压力或毛细作用下沿增强体厚度方向渗透，完成对增强体的浸渍后，在热压作用下固化形成复合材料。RFI技术由于是短程浸渍克服了长程流动，可以缩短成形周期从而节省制造成本。同时树脂体系的粘度可以相对较高，这为树脂体系的高性能化提供了研究的基础。

       树脂膜的制备是RFI成形技术应用的关键之一，是保证复合材料性能水平的重要环节。另一方面树脂膜操作特性也影响RFI成形的铺覆性。树脂膜制备在制膜机上进行。

       树脂膜的制备成形过程，实际为树脂体在固定的刮刀与离型纸之间的狭缝运动过程，树脂能成膜必须满足的条件为：在一定工艺条件下（主要为刮膜温度及刮膜速度）树脂的内聚力小于树脂与离型纸之间的界面结合力。只有满足上述条件才能保证树脂在通过刮刀缝与离型纸之间时能形成稳定连续的树脂膜，否则会出现树脂与离型纸之间的滑移从而树脂阻塞在刮刀缝之后，不能稳定连续成膜。研究这种界面结合力与内聚强度的比较关系是本研究的主要工作内容。