加成固化型和缩聚固化型树脂共浸渍-共固化行为研究

研究环氧类加成固化树脂和酚醛类缩聚固化树脂经层向共浸渍-共固化，整体制备承载/隔热/防热一体化复合材料的共浸渍和共固化行为，旨在提高多功能层复合材料结构的整体化水平和轻量化水平，降低制备成本，丰富复合材料制备理论和材料体系。研究加成固化型/缩聚固化型树脂在纤维中流动时粘度随时间变化关系，建立纤维束间（大孔隙）变粘度Darcy方程和纤维束内（小孔及毛细孔）改进的变粘度Darcy方程，揭示加成固化型/缩聚固化型树脂的面内和层间共浸渍规律；研究在同一固化制度下，加成固化型/缩聚固化型树脂固化度-时间关系和固化度-温度关系，建立加成固化型/缩聚固化型树脂固化放热-固化收缩应力之间的热-力模型，揭示双树脂体系的共固化规律。本项目的开展将实现加成固化型/缩聚固化型树脂的平衡流动和匹配固化，为结构功能一体化复合材料的制备提供基础支撑。

研究环氧类加成固化型树脂和酚醛类缩聚固化型树脂经层向共浸渍-共固化，整体制备承载/隔热/防热一体化复合材料的共浸渍和共固化行为，旨在提高多功能层复合材料结构的整体化水平和轻量化水平，降低制备成本，丰富复合材料制备理论和材料体系。. 研究用于共浸渍-共固化制备一体化复合材料的加成固化型和缩聚固化型树脂体系配方，确定了苯并噁嗪树脂和E-44/GA327体系为本项目研究的缩聚固化型树脂和加成固化型树脂。. 提出了复合材料质量单元的概念。建立了复合材料质量单元的等温粘度-固化度（η-α）关系和恒定固化度下的粘度-温度（η-T）关系，实现了复合材料质量单元的化学增粘和物理减粘机制的分离。由复合材料质量单元的局部绝热假设，得到纤维加入后加成固化型/缩聚固化型树脂体系的温度随时间（T-t）的变化关系。建立了纤维预成型体中包含固化放热效应的加成固化型/缩聚固化型树脂体系粘度-时间（lnη(T,α)-t）的变化关系。考虑温度变化和树脂化学反应产生的影响，考虑反应性流体粘度变化对流动行为和纤维浸渍的影响，建立纤维束间（大孔隙）变粘度Darcy方程和纤维束内（小孔及毛细孔）改进的变粘度Darcy方程，对加成固化型/缩聚固化型树脂的共浸渍过程进行模拟，揭示了加成固化型/缩聚固化型树脂的面内和层间共浸渍规律。. 采用DSC方法分别对加成固化型/缩聚固化型树脂的固化反应动力学参数进行研究，建立其固化反应动力学模型；依据固化热源升温机制，采用非线性升温边界条件，同时考虑树脂固化过程中的放热量，得到加成固化型/缩聚固化型树脂固化度-时间（α-t）关系和固化度-温度（α-T）关系；建立加成固化型和缩聚固化型树脂的固化热应力分析的有限元模型，揭示了两类树脂在不同共固化条件下的固化热应力变化规律。. 采用共浸渍-共固化制备了泡沫夹芯双树脂一体化复合材料试样并对其性能进行表征，对加成固化型/缩聚固化型树脂的共浸渍-共固化规律进行了试验验证。本项目的开展实现了加成固化型/缩聚固化型树脂的平衡流动和匹配固化，为结构功能一体化复合材料的制备提供基础支撑。