RTM聚酰亚胺复合材料_离位_增韧技术研究

《碳纤维树脂基复合材料RTM制备及其抗高温性能》一、引言随着科技的发展和工业的进步，碳纤维树脂基复合材料因其卓越的力学性能和轻量化特点，在航空、航天、汽车等众多领域得到了广泛应用。

RTM（树脂传递模塑）技术作为碳纤维复合材料的主要制备工艺之一，其优势在于生产效率高、成本低且能够制造出复杂形状的制品。

本文将详细介绍碳纤维树脂基复合材料的RTM制备工艺，并对其抗高温性能进行深入研究。

二、碳纤维树脂基复合材料的RTM制备1. 材料选择碳纤维树脂基复合材料的制备主要涉及碳纤维、树脂基体以及必要的添加剂。

碳纤维具有高强度、高模量等特点，是复合材料的主要增强材料；树脂基体则起到粘结碳纤维的作用，常见的有环氧树脂、聚酰亚胺等。

2. 工艺流程RTM制备工艺主要包括模具设计、碳纤维预浸料制备、注射工艺及后处理等步骤。

首先，根据产品需求设计模具；然后，将碳纤维与树脂基体混合制备成预浸料；接着，将预浸料放入模具中，通过注射装置将树脂注入模具，使树脂在模具内充分渗透并固化；最后，进行脱模、修整等后处理工序。

3. 工艺参数RTM制备工艺的参数包括注射压力、注射速度、固化温度和时间等。

这些参数对复合材料的性能具有重要影响，需要根据实际情况进行优化。

三、抗高温性能研究1. 抗高温性能指标碳纤维树脂基复合材料的抗高温性能主要表现在其耐热性、高温强度、高温蠕变等方面。

通过对比不同制备工艺下复合材料的抗高温性能，可以评估RTM制备工艺的优越性。

2. 实验方法为了研究碳纤维树脂基复合材料的抗高温性能，可以采用热重分析、热机械分析等方法。

通过在不同温度下对复合材料进行加热和加载，观察其性能变化，从而评估其抗高温性能。

3. 结果与讨论通过实验，我们可以得到碳纤维树脂基复合材料在不同温度下的性能数据。

分析这些数据，可以得出RTM制备工艺对复合材料抗高温性能的影响。

同时，还可以对比其他制备工艺下的复合材料性能，进一步评估RTM工艺的优越性。

双马来酰亚胺树脂RTM树脂研究进展(中北大学材料科学与工程学院，太原，山西，030051)摘要：本文主要介绍了树脂转移模塑工艺（RTM）特点,并对与树脂转移模塑工艺配套的双马来酰亚胺树脂基体进行了相应改性研究。

关键词： RTM 双马来酰亚胺粘度引言：RTM（Resin Transfer Molding）是树脂传递模塑成型的简称，是航空航天先进复合材料低成本制造技术（Cost Effective Manufacture Technology）的主要发展方向之一。

RTM 成型工艺自40年代在欧洲地区起源，由于其具有产品质量好、生产效率高、设备及模具投资小，易于生产大型整体复合材料构件、充分发挥复合材料可设计性以及满足国际上对材料工业的严格环保要求等突出特点得到了迅速发展，可应用于汽车、铁路、建筑、体育用品、航空航天、兵器、航海及医院器件等领域，能规模化生产出高品质复合材料的制品等明显优势，得到广泛关注，80年代，RTM在原材料的研制创新工艺和成型技术完善方面取得了显著进步，从而得以迅速发展，90年代后，原材料研究得到了很大成果，各种RTM专用树脂相继开发成功，其中双马来酰亚胺（BMI）树脂作为其专用树脂之一，得到了更加广泛的关注。

1、双马来酰亚胺（BMI）双马来酰亚胺（BMI）树脂是由聚酰亚胺树脂体系派生的另一类树脂体系，是以马来酰亚胺(MI)为活性端基的双官能团化合物，有与环氧树脂相近的流动性和可模塑性，可用与环氧树脂类同的一般方法进行加工成型的耐高温、耐辐射、透波性、结构阻燃、绝缘性高、吸湿热、良好的力学性能、尺寸稳定性、成型工艺类似于环氧树脂和热膨胀系数小的热固性树脂。

双马来酞亚胺的主要性能如下：（1）耐热性BMI由于含有苯环、酞亚胺杂环及交联密度较高而使其固化物具有优良的耐热性，使用温度范围一般为177℃～232℃左右。

脂肪族BMI中乙二胺是最稳定的，随着亚甲基数目的增多其热分解温度将下降。

液态成形聚酰亚胺树脂及其复合材料研究进展作者：杨涛包建文张朋钟翔屿李晔来源：《科技资讯》2019年第02期摘要：聚酰亚胺是目前有机材料体系中耐热性能最为优异的材料之一，以其制备的纤维增强复合材料在航空航天领域获得了大量的应用，复杂昂贵的加工工艺限制了其在多个领域的进一步应用，因此液态成形（RTM）聚酰亚胺复合材料的发展逐渐成为近年来研究的热点。

该文综述了液态成形聚酰亚胺树脂及其复合材料的研究现状与发展趋势，重点论述了降冰片烯酸酐（NA）封端的聚酰亚胺及苯乙炔基封端的聚酰亚胺树脂及其复合材料国内外研究情况，进一步提高液态成形聚酰亚胺树脂及其复合材料的耐温等级将会是一个重要的发展方向。

关键词：聚酰亚胺复合材料液态成型中图分类号：TQ323 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）01（b）-0-03高技术条件下的战争要求飞行器具有高战斗性能和高机动性，不断向轻量化、小型化、高速化和高性能化方向发展，要求不断降低飞行器结构重量、装备重量、发动机重量等，因此具有高比强度比刚度耐高温特性的聚酰亚胺树脂基复合材料已经在航空装备中获得重要的应用，逐渐取代金属材料[1]。

现阶段针对聚酰亚胺树脂基复合材料而言，使用最为广泛的是模压法、热压罐法及液体成型法（树脂传递模塑成型RTM）。

其中模压法、热压罐法制造工艺条件严苛，制造成本极高，严重制约了聚酰亚胺复合材料的有效应用[2]。

近年，来迅速发展的RTM工艺由于高效、低成本同时其有极高的工艺适用性和制品尺寸精度而逐渐成为纤维增强复合材料的主要成型工艺之一。

现如今，多种树脂基复合材料已经成功应用RTM成型工艺，这些树脂往往具有较好的流变性能，保证其注射或者挤出时粘度合适。

同时其在升温过程与固化过程中稳定性高，不会释放小分子物质保证制件的内部质量。

环氧以及双马树脂基复合材料已在航空航天等领域广泛应用，但针对面临更高温工况的结构，具有更高耐温等级的聚酰亚胺树脂是一种解决之道，故适用于RTM成型工艺的聚酰亚胺树脂成为目前研究的热点。

PMR型聚酰亚胺树脂及其复合材料增韧改性研究进展王文俊，陆银秋，邵自强（北京理工大学材料科学与工程学院，北京 100081）摘要聚酰亚胺树脂及其复合材料由于其优越的综合性能成为航空航天工业领域的重要材料，但是韧性偏差是其最大的缺陷。

综述了近年来国内外在PMR型聚酰亚胺树脂增韧改性方面的研究进展，分别从改善主链柔顺性、共混增韧技术和层状化增韧3方面概述了其增韧的机理，通过增韧前后的性能对比体现了各种方法的优势。

关键词PMR型聚酰亚胺增韧半互穿网络层状化增韧Research Progress in Toughness Enhancement of PMR-type Polyimide andIts CompositesWANG Wenjun，LU Yinqiu，SHAO Ziqiang（School of Material，Beijing Institute of Technology，Beijing 100081）Abstract Polyimide and its composites are important materials in aviation and space industry because of their advantages, but the low toughness is the largest limitation. In this paper, three different kinds of methods about toughening modification of PMR polyimide are presented: improving the flexibility of molecule, blending-toughening and lamellar toughening. Their principles of toughening and excellent performance are also summarized.Key words PMR polyimide，toughening，semi-Interpenetrating network，lamellar toughening0 引言航空航天工业的迅速发展对树脂基复合材料的性能不断提出新的挑战，不仅需要在中等温度条件下具有优良综合性能的材料，而且为达到改善航空发动机的性能，有效减轻重量，提高推重比的目的，对耐高温（316℃或更高）树脂及其复合材料的需求也越来越迫切。

RTM论文题目：RTM 复合材料的增韧技术研究摘要：RTM ( Resin Transfer Molding)是目前制备大型复合材料件的一种重要方法，具有生产效率高、性能稳定等优点。

但是RTM 制备的复合材料件在强度和韧性上存在一定的不足，尤其在冲击载荷作用下容易出现破损。

本文综述了RTM 复合材料增韧技术的研究现状和发展趋势，主要包括添加增韧剂、表面改性和纤维增强等方面，并对这些技术的优缺点和适用范围进行了分析和比较。

关键词：RTM 复合材料、增韧技术、增韧剂、表面改性、纤维增强一、引言RTM 是一种将固态树脂浸渍到纤维增强材料中的成型工艺。

具有制备大规模、复杂形状、高性能的复合材料件的优点，成为了目前航空航天、汽车和轨道交通等领域的制造工艺之一。

但RTM 制备的复合材料件在强度和韧性上存在一定的不足，特别是在冲击载荷作用下容易出现破损。

因此，增强RTM 复合材料的韧性是一个具有挑战性但又十分重要的课题。

二、增韧剂的添加增韧剂通过增加界面层厚度或剪切应力等方式，改善复合材料的韧性。

增韧剂可以分为粒子状增韧剂、纤维状增韧剂、微泡增韧剂、介孔增韧剂等。

1、粒子状增韧剂粒子状增韧剂主要包括硬质颗粒和柔性颗粒。

硬质颗粒增韧剂可改善复合材料的压缩和剪切强度，但对拉伸强度和冲击强度影响较小。

而柔性颗粒增韧剂可以增加复合材料的引伸强度、断裂伸长率和韧性。

硬质颗粒增韧剂的缺点是，在高载荷下，颗粒之间的接触可能会引起颗粒间断裂，从而降低复合材料的性能。

柔性颗粒增韧剂的缺点是，它们可以降低复合材料的力学性能，例如拉伸、压缩和剪切强度。

2、纤维状增韧剂纤维状增韧剂主要包括微纤维、短纤维和长纤维。

相比于其他类型的增韧剂，纤维状增韧剂可以提高复合材料的冲击强度和韧性。

纤维状增韧剂的优点是，其最小化了颗粒增韧剂的缺陷，并且纤维可以在复合材料中形成桥接结构，从而增加粘合能力和抗裂强度。

纤维状增韧剂的缺点是，纤维之间的偏向所导致的复合材料不均匀，可能降低复合材料的力学性能。

D01：10.19936/ki.2096-8000.20210528.013RTM复合材料的增韧技术研究郭聪聪，王怡敏，单瑞俊，孟梦*，李志涛，毛慧文(江苏恒神股份有限公司，丹阳212300)摘要：本体增韧和"离位"增韧是提高复合材料韧性的主要增韧技术，在RTM复合材料中也有大量应用。

本文分别对EH301树脂进行本体增韧和“离位”增韧设计，并对改性前后树脂及其复合材料的流变特性、耐热性、冲击后压缩强度和其他力学性能进行分析,对比两种增韧技术在RTM复合材料中应用的优缺点。

同时，结合扫描电子显微镜(SEM)观察PA毡的定型状态，研究定型工艺对复合材料力学性能的改善效果。

结果表明：相比于本体增韧，“离位”增韧技术工艺性好，增韧效果显著，更适用于RTM复合材料体系的增韧，缺点是会降低复合材料的压缩强度和层间剪切强度。

通过提高定型工艺时间和温度，改善PA毡与树脂的界面结合力，能够降低这种负面影响。

关键词：RTM复合材料；增韧；CA1；定型工艺中图分类号：TB332文献标识码：A文章编号：2096-8000(2021)05-0086-061引言随着复合材料研究及应用的不断发展,高性价比成型技术受到越来越多的关注和尝试。

在专业研究人员的不断努力下，形成了一系列低成本成型工艺技术，且大多数成型技术已在各种型号制件中得到验证。

其中树脂传递模塑成型工艺(Resin Transfer Moliding,简称“RTM")在航空复合材料制造中应用较为广泛，F-22飞机以及先进的武装直升机RAH-66等航空飞行器的承力结构件制造均采用RTM 工艺［1-3］。

复合材料的韧性决定了其损伤容限性能及最终设计值，相对高的设计值意味着更高的减重效率。

因此，复合材料增韧技术研究一直是科研院所以及工程应用机构的重要研究课题，其中包括RTM复合材料的增韧研究。

常规增韧手段是对树脂基体进行增韧改性，往往会导致树脂粘度和粘性大幅变化，制造和成型工艺性都受到一定影响⑷。

《碳纤维树脂基RTM制备及耐温性能一体化研究》摘要：本文以碳纤维树脂基复合材料为研究对象，通过研究RTM （树脂传递模塑）制备工艺及其对耐温性能的影响，旨在提高碳纤维复合材料的制备效率和性能。

本文首先介绍了RTM制备工艺的原理和特点，然后详细阐述了碳纤维树脂基复合材料的制备过程，最后对制备出的复合材料的耐温性能进行了系统性的研究和分析。

一、引言随着科技的发展和工业的进步，碳纤维树脂基复合材料因其优异的力学性能和轻量化特点，在航空航天、汽车制造、体育器材等领域得到了广泛应用。

RTM工艺作为一种有效的复合材料制备方法，具有成本低、效率高、适合大规模生产等优点。

因此，研究碳纤维树脂基RTM制备工艺及其耐温性能，对于推动复合材料的应用和发展具有重要意义。

二、RTM制备工艺原理及特点RTM工艺是一种将树脂注入模具中，通过压力或真空辅助使树脂在纤维预浸料中流动并固化，从而形成复合材料制品的工艺方法。

其原理简单、操作方便、成本低廉，并且制品的尺寸精度和力学性能高。

此外，RTM工艺还具有环保、节能等优点，符合现代工业发展的需求。

三、碳纤维树脂基复合材料制备过程1. 材料选择与预处理：选择合适的碳纤维和树脂基体，并进行必要的预处理，如干燥、切割等。

2. 模具设计与制作：根据产品需求设计模具，并制作出符合要求的模具。

3. 纤维预浸料制备：将碳纤维与树脂混合，制成预浸料。

4. 注胶与固化：将预浸料放入模具中，注入树脂并通过压力或真空辅助使树脂充分流动并固化。

5. 后处理：脱模、清理、检验等。

四、耐温性能研究与分析1. 测试方法：采用高温拉伸、压缩、弯曲等测试方法，评估碳纤维树脂基复合材料的耐温性能。

2. 结果分析：通过对比不同工艺参数下制备的复合材料的耐温性能，分析RTM工艺对碳纤维树脂基复合材料耐温性能的影响。

结果表明，合理的工艺参数可以显著提高复合材料的耐温性能。

3. 耐温性能优化：针对耐温性能不足的复合材料，通过调整纤维种类、含量、树脂类型等手段进行优化。

基体厚向梯度化聚酰亚胺复合材料制备与表征倪洪江1,2*, 李 军1,2, 邢 宇1,2, 张代军1,2, 陈祥宝1,2*（1．中国航发北京航空材料研究院 软材料技术研究中心, 北京 100095；2．先进复合材料国防科技重点实验室, 北京100095）摘要：研制树脂传递模塑成型（RTM ）用聚酰亚胺树脂基体RTM-PI ，采用RTM 工艺制备基体厚向梯度化聚酰亚胺复合材料，提升复合材料热稳定性能。

基体梯度化复合材料包括RTM-PI 树脂基芯层和高热稳定树脂基表层，RTM 成型工艺参数基于树脂升温热失重、流变和固化反应数据确定。

结果表明：RTM-PI 树脂兼具低黏度、超长工艺适用期和耐高温性能，最低黏度在0.1 Pa•s 以下，工艺期在300 min 以上，玻璃化转变温度达到445 ℃；基体厚度梯度化复合材料内部质量优异，350 ℃热老化100 h 的失重相对纯RTM-PI 复合材料可降低48%以上。

关键词：基体厚向梯度化；聚酰亚胺；复合材料；树脂传递模塑成型；热稳定性doi ：10.11868/j.issn.1005-5053.2022.000023中图分类号：V258 文献标识码：A 文章编号：1005-5053(2022)03-0055-08结构轻量化是先进航空发动机的重要发展趋势。

树脂基复合材料具有高比强度、高比模量和易设计等优点[1]，在发动机中应用具有明显的减重效应。

聚酰亚胺（PI ）复合材料是一类以聚酰亚胺树脂为基体的树脂基复合材料，其耐温优异，是航空发动机外涵机匣、喷口外调节片、内涵道前段等高温冷端部件的理想选材[2]。

聚酰亚胺复合材料是在聚酰亚胺树脂带动下不断发展的[3]。

按树脂分子链封端结构，聚酰亚胺复合材料主要包括降冰片烯（NA ）封端和苯乙炔苯酐（PEPA ）封端两类材料。

PMR-15是第一种广泛应用的NA 封端热固性聚酰亚胺，其复合材料可在280～315 ℃温度下使用[4-5]。