2017-12-18
核心提示： 目前該生物質(zhì)碳纖維預(yù)浸料已應(yīng)用到了大學(xué)生方程式賽車車體制造中，展示了生物質(zhì)復(fù)合材料應(yīng)用典范。與此同時，科技公司將開拓生物質(zhì)復(fù)合材料在飛機(jī)、軌道交通、艦艇、汽車等內(nèi)飾復(fù)合材料領(lǐng)域的應(yīng)用。
先進(jìn)樹脂基復(fù)合材料具有比強(qiáng)度高、比模量高、力學(xué)性能可設(shè)計等一系列優(yōu)點(diǎn),是輕質(zhì)高效結(jié)構(gòu)設(shè)計最理想的材料，其在材料領(lǐng)域占有重要地位，廣泛應(yīng)用在建筑、化工、航空航天、汽車、風(fēng)電等領(lǐng)域。目前，樹脂基復(fù)合材料使用的基體材料如環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯、酚醛樹脂、聚酰亞胺和雙馬來酰亞胺等幾乎都來源于石油。然而，隨著環(huán)境惡化和能源危機(jī)問題的日趨嚴(yán)重，保護(hù)環(huán)境和有效利用資源刻不容緩。復(fù)合材料以可再生資源為原料，在減少對石油資源消耗的同時，也減少了石化原料在生產(chǎn)過程中對環(huán)境的污染，具有節(jié)約石油資源和保護(hù)環(huán)境的雙重功效。
國外已報道的熱固性生物質(zhì)樹脂基體一般都是以植物油為原料，如大豆油、蓖麻油等，以此為基體制備的復(fù)合材料的缺點(diǎn)是力學(xué)性能低，耐熱性差。中航復(fù)材（北京）科技有限公司應(yīng)用基于松香酸酐的固化劑開發(fā)了生物質(zhì)環(huán)氧樹脂體系，并用熱熔法制備了預(yù)浸料，成功實(shí)現(xiàn)了生物質(zhì)材料在熱固性樹脂基復(fù)合材料中的應(yīng)用。
松香是我國特色生物質(zhì)資源，產(chǎn)量和貿(mào)易量占世界第一，分子結(jié)構(gòu)中有龐大的氫菲環(huán)結(jié)構(gòu)，具有較高的力學(xué)剛性和耐熱性，在熱固性樹脂或結(jié)構(gòu)材料中應(yīng)用具有潛在優(yōu)勢。項目首先對來源于松香的酸酐固化劑的純度及批次穩(wěn)定性進(jìn)行了研究，獲得了性能穩(wěn)定可靠的原材料；其次針對酸酐固化劑與環(huán)氧基反應(yīng)機(jī)理，選用不同結(jié)構(gòu)的促進(jìn)劑配置了環(huán)氧樹脂固化體系，研究了不同組分及分子結(jié)構(gòu)對松香酸酐促進(jìn)效果的影響，由此合成了滿足配方體系的促進(jìn)劑，解決了酸酐環(huán)氧體系儲存期與反應(yīng)活性之間的矛盾。在配方體系確定的基礎(chǔ)上，實(shí)驗研究了樹脂體系的反應(yīng)機(jī)理、固化特性、流變特性和反應(yīng)動力學(xué)，并應(yīng)用相關(guān)的特征方程或模型進(jìn)行了數(shù)值模擬，為生物質(zhì)樹脂在復(fù)合材料中的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。由該樹脂為基體應(yīng)用熱熔法加工了碳纖維織物預(yù)浸料，對復(fù)合材料的靜態(tài)力學(xué)性能、耐濕熱性能、耐環(huán)境性能及損傷容限進(jìn)行了檢測，復(fù)合材料性能達(dá)到了全石油基樹脂基體復(fù)合材料性能水平。
目前該生物質(zhì)碳纖維預(yù)浸料已應(yīng)用到了大學(xué)生方程式賽車車體制造中，展示了生物質(zhì)復(fù)合材料應(yīng)用典范。與此同時，科技公司將開拓生物質(zhì)復(fù)合材料在飛機(jī)、軌道交通、艦艇、汽車等內(nèi)飾復(fù)合材料領(lǐng)域的應(yīng)用。
世界范圍內(nèi)，航空材料及其制件的重要發(fā)展趨勢是綠色化和智能化，采用可循環(huán)、天然的資源研制材料并應(yīng)用于飛機(jī)制造，都將有力地推動飛機(jī)工業(yè)轉(zhuǎn)型升級。中航復(fù)材（北京）科技有限公司將持續(xù)進(jìn)行生物質(zhì)樹脂的研究開發(fā)，提高技術(shù)成熟度，在航空材料轉(zhuǎn)型升級，航空材料技術(shù)綠色化中提前布局搶先占位，向國際航空工業(yè)展示中國在生物質(zhì)復(fù)合材料及其制件制造方面的研發(fā)引領(lǐng)能力。