復合材料管狀結構是一種具有合理受力形式的結構元件,結構穩(wěn)定性好且具有較高的比強度、比剛度,因此在軍事、航空、建筑、醫(yī)療衛(wèi)生等領域有著非常廣泛的應用。當前隨著人們安全意識提高以及復合材料應用范圍的不斷擴大,高阻燃性已逐漸成為復合材料的必備性能之一。對位芳綸不僅具有優(yōu)異的物理機械性能,還具有出色的阻燃、耐高溫性能。本文選用對位芳綸和無鹵阻燃環(huán)氧樹脂為原料,設計開發(fā)了一種具有高阻燃、抗壓、密封等功能的復合材料儲藏筒。本文具體的研究內容和結論如下:（1）制備了不同成型壓力條件下的模壓成型復合材料層合板,測試并分析了層壓板的厚度及纖維體積分數、力學性能及金相顯微結構在不同成型壓力下的變化規(guī)律。結果表明,隨著成型壓力增大,層合板厚度減小,纖維體積分數增大,纖維間排列更為致密,富樹脂區(qū)減少,綜合力學性能提高。當成型壓力達到0.8Mpa時,綜合力學性能最優(yōu)。繼續(xù)增加壓力,綜合力學性能下降,厚度、纖維體積含量以及纖維間排列和分布的緊密性基本不再發(fā)生變化。最終制品的纖維體積分數可達60%。（2）對成型壓力為0.8 Mpa的層合板試樣進行阻燃性能測試。結果表明,層合板的極限氧指數（LOI）為44.57%,達... 

【文章來源】：東華大學上海市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：67 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

對位芳綸結構示意圖

東華大學碩士學位論文芳綸/環(huán)氧阻燃復合材料密封圓筒的設計與成型工藝研究5同時放入模腔，在成型過程中實現(xiàn)樹脂對增強材料的浸漬。目前應用較多的是干法模壓成型工藝[38]。模壓成型工藝是將經過預處理的模壓料放入到預熱的金屬模腔中，在預定的溫度和壓力條件下，預浸料軟化、流動、充滿模腔并固化，然后將試件從模具中取出，并進行相應的后處理，得到復合材料試件。其成型原理如圖1-2所示[45]。相較于其它成型工藝，模壓成型工藝有以下優(yōu)點：（1）采用金屬對模，構件表面光潔度高，尺寸精確高，生產效率高。（2）可實現(xiàn)自動化生產，試件重復性好，基本不受外界環(huán)境因素影響，無需二次加工。（3）成型周期短，大幅降低生產成本低。（4）可設計性強，可一次成型結構復雜的異形構件，無需輔助加工（如車、刨、磨等），不會破壞復合材料構件的整體性能。（5）可有效避免基體樹脂的分子取向，可較客觀反映無定形高聚物的性能[39-47]。圖1-2模壓成型原理示意圖1.3.2模壓成型工藝流程模壓成型工藝流程如圖1-3：

東華大學碩士學位論文芳綸/環(huán)氧阻燃復合材料密封圓筒的設計與成型工藝研究7在制品成型出模后，為滿足設計要求還需進行毛邊打磨等其它后處理工序[48-50]。1.4熱壓罐成型工藝熱壓罐成型工藝是纖維增強樹脂基復合材料構件成型的主要工藝之一，在交通運輸、航空航天、體育裝備、新型能源、軍工等高新技術領域有著非常廣闊的應用。已經成為機翼、尾翼、機身等航天器主承力和次承力復合材料構件的主要成型工藝[51]。適用于層合板或者具有夾層結構的復合材料成型。熱壓罐成型工藝原理為采用真空袋將復合材料預成型體密封在模具上，之后將其送入熱壓罐內，通過熱壓罐內的高溫壓縮氣體對預成型體加熱加壓以完成試件的固化，使其成為所需形狀和要求的復合材料成型工藝，其成型工藝示意圖如圖1-4所示[52]。熱壓罐的基本組成部分包括加熱系統(tǒng)、加壓系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、罐體、真空系統(tǒng)等[53-55]，具有升溫、升壓、抽真空、保溫、降溫5項功能。纖維增強樹脂基復合材料熱壓罐固化工藝，除了與所選用的樹脂基體種類相關，還與固化劑等其它組分的選擇相關。溫度、壓力和時間這三個參數對最終復合材料的質量起著決定性作用，這三個因素為熱壓罐固化成型的主要工藝參數，熱壓罐成型要根據所用原材料合理確定其固化參數，這樣才能獲得高質量的復合材料制品。圖1-4熱壓罐成型工藝示意圖

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[6]復合材料圓筒殼及氣瓶的有限元分析與研究[D]. 羅翔鵬.北京化工大學 2012
[7]芳綸纖維復合材料基體（AFR）的性能研究[D]. 周潔鵬.華東理工大學 2012
[8]國產對位芳綸的性能及單兵彈道防護織物的研究[D]. 齊大鵬.中原工學院 2012
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本文編號：3252318