Nomex蜂窩浸漬用酚醛體系的研究.

1、玻璃鋼復合材料1996第 5 期F iber R einfo reed P lastics Com po sitesM5收稿日期：1996-06-12N om ex 蜂窩浸漬用酚醛體系的研究許亞洪魏新李勇郝魏（北京航空材料研究所100095摘要：本文介紹一種新的 N om ex 蜂窩浸漬用酚醛樹脂 XT210,研究了樹脂的 性能、N om ex 蜂窩的浸漬工藝及性能等。關鍵詞：酚醛 樹脂基體 N om ex 蜂窩1 冃 U 言N om ex 蜂窩浸漬樹脂可選用的種類很多，但目前國內(nèi)應用最成熟的是酚醛樹脂。過去由于受國內(nèi)對 N om ex 蜂窩需求的限制及國產(chǎn) N om ex 蜂窩生產(chǎn)工藝的制

2、約，使我國對 N om ex 蜂窩生產(chǎn)專用樹脂的研究沒有深入進行?，F(xiàn)在航空工業(yè)對Nom ex 蜂窩提出了更高的要求，如高的阻燃性、低毒、低的煙密度等。為了滿足這些 新的需求,本文對 N om ex 蜂窩用酚醛樹脂的改性進行了探索。2 實驗部分2 1 樹脂制備和性能測試1996 年制備樹脂的主要原材料如表 1 所示表 1 主要實驗原料名稱規(guī)格生產(chǎn)廠家F01236 酚醛樹脂工業(yè)品天津樹脂合成廠四溴雙酚 A 環(huán)氧樹脂工業(yè)品岳陽化工廠改性劑自行合成按配比稱取定量 F01236 酚醛樹脂和四溴雙酚 A 環(huán)氧樹脂，在一定溫度下預 聚一定時間，然后加入改性劑在一定溫度下再反應一定時間。加入定量的丙酮乙醇(重

3、量比為 1 1 混合溶劑,即得 XT210 樹脂。樹脂的 D SC 分析用 Perk in2E l m erD SC 型熱分析儀，在 N2 氣氛中進行，升溫 速率為 10Cm in。2.2 N om ex 蜂窩的制備和性能測試將 XT210 樹脂配制成一定重量濃度的稀溶液，用此稀溶液浸漬 N om ex 蜂窩,待 溶劑揮發(fā)充分后，按工藝 80C0.5h+150C2h+180C2h 進行固化。性能測試按 DH S1402110進行。燃燒測試按 BM S7230 進行。3 結果與討論3.1 樹脂性能(1 配方設計原則為了使酚醛樹脂具有優(yōu)良的綜合性能，通常采用環(huán)氧樹脂對酚醛樹脂進行改性1。但改性的結

4、果使體系的阻燃性能有所下降，因此用四溴雙酚 A 型阻燃環(huán)氧改 性酚醛樹脂是解決這一問題的關鍵。由于自行合成的改性劑既起到阻燃作用又參加網(wǎng)絡固化，因此改性后的酚醛樹脂固化網(wǎng)絡更加緊密，不但具有更高的阻燃性及力學 性能,而且與 N om ex 紙有更好的粘接性。這樣 XT210 體系更適合于 N om ex 蜂窩 的浸漬。(2D SC 分析XT210 樹脂的 D SC 曲線形狀與 F01236 樹脂的曲線基本相似(見圖 1,它們的峰始溫度都約為 155C。XT 210 樹脂的峰頂溫 度從未改性的 192.98C上升至 2069C,且 D SC 曲線比 F 01236 的曲線變得更加緩 慢，對固化工

5、藝有利，溫度的波動對固化反應影響較小。F 01236 樹脂和 XT 210 樹脂 的反應熱焓分別為-32.55J g、-67.83J g。這說明,F 01236 經(jīng)改性后，活性基團有所減少，但這可能使 XT -10 具有更長的貯 存期圖 1 樹脂的 D SC 曲線3 2 N om ex 蜂窩性能(1 燃燒性能對于蜂窩密度均為 48kg m時，其燃燒結果如表 2 所示。從表2 可以看出,XT 210 樹脂浸漬的 N om ex 蜂窩具有較好的阻燃性，達到波音公司 阻燃要求。同時，當密度相同時，XT 210 浸漬的 N om ex 蜂窩較 F 01236 浸漬的 N om ex 蜂窩有更短的燒焦長

6、度，故 XT 210 浸漬的 N om ex 蜂窩在相同的時間內(nèi)將具有更 小的煙密度，可作為艙內(nèi)材料使用。表 2 N om ex 蜂窩燃燒性能(60s 垂直點火蜂窩類型自熄時間s最大燒焦長度 c m滴落物自熄時間 s XT 210 樹脂 02.25 無滴落物 F 01236 樹脂02.95 無滴落物波音公司標準257.61(2 力學性能當蜂窩邊長為 2.75mm，密度為 48kg m 3時，其力學性能如表 3 所示。表 3 N om ex 蜂窩力學性能樹脂類型純芯材壓縮強度 M PaL 向剪切性能W 向剪切性能強度 M Pa模量 M Pa強度 M Pa模量 M PaXT 210 樹脂1.771

7、.1458.880.6230.12 波音公司標準21.650.9351.710.5925.51圖 2 XT 210 樹脂浸漬的 N om ex 蜂窩斷口形貌圖 3 F 01236 樹脂浸漬的 N om ex 蜂窩斷口形貌可見，用 XT 210 樹脂浸漬的該規(guī)格 N om ex 蜂窩，其力學性能已達到波音公 司的選材要求。對于其它規(guī)格，我們的實驗結果也同樣地達到波音公司標準。圖 2、 圖 3 分別為 XT 210 樹脂、F 01236 樹脂浸漬的 N om ex 蜂窩剪切斷口照片。從照片上可見，XT 210 樹脂浸漬的蜂窩斷口較平整，外力的作用沒有產(chǎn)生向基體內(nèi)部擴展的裂紋，且呈韌性樹脂破壞特征。

8、而 F 01236 樹脂浸漬的 N om ex 蜂窩則產(chǎn)生了可 向基體內(nèi)部擴展的裂紋，且呈脆性樹脂破壞特征，故 XT 210 樹脂具有更高的韌性。 由于 XT210 樹脂的韌性與 N om ex 紙的韌性相協(xié)調(diào)，故用 XT 210 樹脂浸漬的 N om ex 蜂窩具有更好的綜合力學性能。4 結論(下轉(zhuǎn)第 24 頁機定型通過了各項考核，全部過程均表明尾撐桿滿足使用要求。6 結論(1 尾撐桿結構的設計計算值與靜力試驗測試結果比較一致，表明在引入各向異 性材料的剛度特性條件下，利用經(jīng)典工程梁理論計算混雜復合材料薄壁管件彎曲強 度、彎曲剛度的方法是可行的。(2 設計選取尾撐桿的結構形式有利于提高構件丫

9、向彎曲剛度。采用 0碳纖維無緯布與5 玻璃布預浸料層間混雜的復合材料鋪層設計，使得結構能夠同時滿足 剛度和重量的要求。(3 靜力試驗和裝機飛行結果表明，尾撐桿結構設計較好地滿足了飛機總體指標 和使用要求。參考文獻1 趙鵬飛，張元明.小型無人機 C G 復合材料尾撐桿的研制.玻璃鋼 復合材料，1994;(12 W o rid U nm anned A ircraft.1988D ESIGN OF C G COM POSITE TA I L B OOM FOR UAVZha ng Yua nm ing Zhao Pen gfei(N o rthw estern Po lytech n ical U

10、 n iversityAbstract: T he desig n m ethod of C G com po site tail boom of an unm anned airveh ical is de2 tailed in th is p ap er.T he resu lt of strength test of the tail boom is also introduced.Keywords: tail boom design hyb rid com po site strength stiffness(上接第 19 頁XT210 樹脂在兼顧酚醛樹脂優(yōu)異性能的同時，還具有優(yōu)異的韌

11、性。配方設計時, 考慮了樹脂的阻燃性及與 N om ex 紙的結合性，故用 XT2 10 樹脂浸漬的 N om ex 蜂 窩將具有更加廣泛的應用前景。參考文獻1 王露絲等高分子化學.西北工業(yè)大學出版社，19852 楊學衡主編.復合材料國外標準匯編中國環(huán)境科學出版社，1992MOD IF I CAT I ON OF PHENOL I C RESIN FOR M AK ING NOM EX HONEYCOM BXu Yaho ng W ei X in L i Yo ng H ao W ei(B eijing In stitu te of A eronau ticalM aterialsAbstra

12、ct: A new m atrix resi n fo r N om ex hon eycom b XT210is in troduced,T hep rop erties of the resi n are studied,a nd the p rop erties of N om ex hon eycom b is alsoshow n.Keywords: p heno lie m atrix res in N om ex hon eycom b本刊啟事本刊 19891992 年的過刊已經(jīng)售完，請讀者不要再匯款求購上述刊物。另外本 社尚有少量以下物，歡迎訂購。1988 年合訂本 15.00 元；1994 年合訂本 30.00 元；1995 年合訂本35.00 元；199