典型國產(chǎn)真空輔助材料性能研究

1、典型國產(chǎn)真空輔助材料性能研究摘 要：文章研究了幾種典型的國產(chǎn)真空輔助材料， 對比分析其力學(xué)性能、熱學(xué)性能。結(jié)果表明真空袋膜、隔離 膜、透氣氈、脫模布等典型的國產(chǎn)真空輔助材料具有良好的 綜合力學(xué)性能和優(yōu)良的熱性能及透氣性，滿足復(fù)合材料構(gòu)件 成型的使用要求。關(guān)鍵詞：真空輔助材料；復(fù)合材料；性能研究 復(fù)合材料作為一種新興材料，在航空航天、汽車制造等 領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。隨著復(fù)合材料的應(yīng)用范圍日益擴(kuò)大， 復(fù)合材料制件對其成型結(jié)構(gòu)復(fù)雜性和精度的要求越來越高。 隨著復(fù)合材料制件成型的真空袋壓成型和液體成型（VARI成型）等工藝的日益成熟，對成型過程中的真空輔助材料的性 能和適用性提出了更高的要求。所謂真

2、空輔助材料是指復(fù)合 材料成型過程中必不可少的一類輔助材料的總稱，主要包括 真空袋薄膜、隔離膜、透氣氈、密封膠帶、壓敏膠帶、脫模 布和導(dǎo)流網(wǎng)等材料 1。文章選取了幾種典型的國產(chǎn)真空輔助 材料，通過實(shí)驗(yàn)研究其力學(xué)性能、熱學(xué)性能及透氣性能。通 過對比分析其性能，了解國產(chǎn)外材料的性能現(xiàn)狀。1 試驗(yàn)1.1 試驗(yàn)材料對真空袋膜、隔離膜、透氣氈、脫模布四種典型的真空 輔助材料進(jìn)行了對比試驗(yàn)，選取的試驗(yàn)材料牌號、生產(chǎn)產(chǎn)家 及主要性質(zhì)見表 1、表 2、表 3、表 4。1.1.1 真空袋薄膜1.1.2 隔離膜1.1.3 透氣氈1.1.4 脫模布1.2 力學(xué)性能測試針對四種典型真空輔助材料的使用特性，有針對性進(jìn)行

3、了力學(xué)性能測試，包括 23C 2C、相對濕度45%55%環(huán) 境下縱向及橫向的拉伸、撕裂和斷裂強(qiáng)度試驗(yàn)，試驗(yàn)內(nèi)容見 表 5。1.3 透氣性能測試針對透氣氈進(jìn)行了透氣性能測試，在室溫條件下測試試 驗(yàn)材料的面密度、透氣率及含水量后，將試驗(yàn)材料放置在環(huán) 境溫度為180C,壓力為6個大氣壓的熱壓罐中 3個小時再 次測試這三種性能。透氣率測試是在織物的兩面設(shè)定一定的 壓差，測定一定時間內(nèi)垂直通過織物試樣給定面積的氣流流 量，儀器為 YG461 型，按照 GB/T 5453-1997，采用 20cm2 的 面積進(jìn)行測試。1.4 熱學(xué)性能測試針對真空袋膜進(jìn)行了差示掃描量熱法（DSC測試，儀 器為 Perkin

4、 Elmer DSC 4000型。將真空袋樣品裁成小片狀， 稱取 3mg 左右，放于坩堝中，壓實(shí)；在 N2 保護(hù)下，流速 50mL/min。以10C /min從室溫升至 300C,保溫 2min，然 后以10C/min降溫至30C,保溫2min，再以10C/min升 至 300Co2 試驗(yàn)結(jié)果與討論2.1 力學(xué)性能試驗(yàn)2.1.1 真空袋膜力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果表6、表7中列出了室溫條件下真空袋膜的力學(xué)性能。從表6可以看出，單層尼龍最高耐受溫度205C型材料上，國產(chǎn)材料的與國外材料性能相近，縱向及橫向均具有良 好的室溫力學(xué)性能，尤其是在拉伸強(qiáng)度性能比國外材料高 6.9%，但橫向撕裂強(qiáng)度低于國外材料54

5、%o在多層共擠最高耐受溫度232 C型材料上，國產(chǎn)材料的室溫力學(xué)性能低于國外同類型材料，尤其是縱向撕裂強(qiáng)度性 能比國外材料低 59%o2.1.2 隔離膜力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果表7中列出了室溫條件下隔離膜的力學(xué)性能。從表7可以看出，最高耐受溫度230C型材料上，國產(chǎn)材料與國外材料力學(xué)性能相近，具有良好的室溫拉伸力學(xué)性 能，尤其是橫向拉伸強(qiáng)度比國外材料高24%，但縱向撕裂強(qiáng)度比國外材料低 26%o在最高耐受溫度260 C型材料上，國產(chǎn)材料的室溫拉伸力學(xué)性能略低于國外同類型材料，尤其是撕裂強(qiáng)度性能比國 外材料低 39%。2.1.3 脫模布力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果表 8、表 9 中列出了室溫條件下表面帶膠及表面不帶

6、膠 脫模布的力學(xué)性能。從表8可以看出，表面帶膠，最高耐受溫度 260C型材 料上，國產(chǎn)材料的力學(xué)性能與國外的兩種同類型材料相比， 性能較低。尤其是縱向拉伸強(qiáng)度比國外材料低29%。從表9可以看出，表面不帶膠，最高耐受溫度320 C型材料上，國產(chǎn)材料與國外材料性能相近，具有良好的室溫拉 伸及撕裂力學(xué)性能，尤其是在縱向拉伸強(qiáng)度上比國外材料高 31%。2.2 透氣性能試驗(yàn)結(jié)果表 10、表 11 中列出透氣氈的透氣性能。從表 10、表 11 中可以看出，進(jìn)罐前國產(chǎn)材料的透氣率 與國外材料相近，進(jìn)罐處理后透氣率及保持率均高于國外材 料，具有良好的透氣性能。2.3 熱學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果表 12、圖 1 中列出了真空袋膜的熱學(xué)性能。從表12、圖1中可以看出，國產(chǎn)材料的DSC熔點(diǎn)與國外 材料相近，尤其是最高耐受溫度 232 C型材料高于國外材料11%3 結(jié)論（ 1）耐受溫度較低的國產(chǎn)真空袋膜、隔離膜的綜合力 學(xué)性能優(yōu)于耐受溫度較高的國產(chǎn)產(chǎn)品。不帶膠的國產(chǎn)脫模布 的拉伸強(qiáng)度優(yōu)于帶膠的國產(chǎn)脫模布。（ 2）真空袋膜、隔離膜和脫模布這三種典型的國產(chǎn)真 空輔助材料具有良好的拉伸力學(xué)性能，與國外材料性能相近。 但撕裂強(qiáng)度與國外材料相比較差。（ 3）國產(chǎn)透氣氈具有良好的透氣性能，與國外材料性 能相近。可以替代國外同類材料使用。（ 4）真空袋膜、隔離膜、透